Die
Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-11353, die am 18.
April 2003 eingereicht wurde, einschließlich der Beschreibung, den Zeichnungen
und der Zusammenfassung ist insgesamt hierin durch Bezugnahme aufgenommen.The
Disclosure of Japanese Patent Application No. 2003-11353 filed on March 18.
April 2003, including the description, the drawings
and the summary is incorporated herein by reference in its entirety.
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen,
ob ein Reformerkatalysator, der ein Gemisch von Luft und Kraftstoff
reformiert, verschlechtert ist.The
The invention relates to a device and a method for determining,
whether a reformer catalyst that is a mixture of air and fuel
reformed, deteriorated.
Als
eine Technologie zum Verbessern eines Kraftstoffverbrauchs einer
Brennkraftmaschine für ein
Fahrzeug ist eine Vorrichtung bekannt, die ein Reformergas, das
CO und H2 aufweist, sowohl der Brennkammer
des Verbrennungsmotor zuzuführendem
Kraftstoff als auch dem von der Brennkammer ausgestoßenen Abgas
hinzufügt
(beispielsweise JP(A) 2002-54427).As a technology for improving fuel consumption of an internal combustion engine for a vehicle, there is known an apparatus that adds a reforming gas having CO and H 2 to both the fuel to be supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine and the exhaust gas discharged from the combustion chamber (for example, JP (A) 2,002 to 54,427).
Diese
Vorrichtung hat einen CO-Shiftkatalysator, der ein Edelmetall an
einem Träger
trägt,
das die Fähigkeit
zum Speichern von Sauerstoff hat. Dieser CO-Shiftkatalysator erzeugt
ein Reformergas, das CO und H2 aufweist,
durch Reformieren von CO und H2O in H2 und CO2 durch eine
Wassergasshiftreaktion.This device has a CO shift catalyst that carries a noble metal on a support that has the ability to store oxygen. This CO shift catalyst generates a reformer gas having CO and H 2 by reforming CO and H 2 O into H 2 and CO 2 through a water gas shift reaction.
Der
CO-Shiftkatalysator verschlechtert sich über die Zeit, und wenn sich
der CO-Shiftkatalysator verschlechtert, ändert sich das Konzentrationsverhältnis von
CO zu H2 (beispielsweise das CO/H2-Konzentrationsverhältnis) in dem durch den CO-Shiftkatalysator
erzeugten Reformergas. Der Stand der Technik berechnet daher die
Fähigkeit
des CO-Shiftkatalysators
zum Speichern von Sauerstoff aus der Sauerstoffkonzentration an
dem Fluideinlass und an dem Fluidauslass von dem CO-Shiftkatalysator.
Ein numerischer Wert, der diese Sauerstoffspeicherfähigkeit
anzeigt, wird dann zum Schätzen
des CO/H2-Konzentrationsverhältnisses
von dem Reformergas verwendet. Dieses CO/H2-Konzentrationsverhältnis von
dem Reformergas bezieht sich auf das Ausmaß einer Verschlechterung des
CO-Shiftkatalysators.
Die Menge des Reformergases, das dem Kraftstoff, der bei dem Verbrennungsmotor
eingespritzt wird, und dem Abgas, das von dem Verbrennungsmotor
ausgestoßen
wird, hinzuzufügen
ist, wird dann auf der Grundlage dieses geschätzten CO/H2-Konzentrationsverhältnisses
eingerichtet.The CO shift catalyst deteriorates over time, and when the CO shift catalyst deteriorates, the concentration ratio of CO to H 2 (e.g., the CO / H 2 concentration ratio) in the reformer gas generated by the CO shift catalyst changes. The prior art therefore calculates the ability of the CO shift catalyst to store oxygen from the oxygen concentration at the fluid inlet and at the fluid outlet from the CO shift catalyst. A numerical value indicating this oxygen storage capability is then used to estimate the CO / H 2 concentration ratio of the reformer gas. This CO / H 2 concentration ratio of the reformer gas relates to the extent of deterioration of the CO shift catalyst. The amount of the reformer gas to be added to the fuel that is injected into the internal combustion engine and the exhaust gas that is emitted from the internal combustion engine is then established based on this estimated CO / H 2 concentration ratio.
In
der Wirklichkeit ist es jedoch nicht einfach, die Sauerstoffspeicherfähigkeit
von dem Katalysator genau zu berechnen. Darüber hinaus ist es in dem Beispiel
von dem vorstehend angegebenen Stand der Technik notwendig, eine
Vielzahl von kostspieligen Sauerstoffsensoren zu verwenden, um die
Sauerstoffspeicherfähigkeit
von dem Katalysator zu berechnen. Demgemäß ist es mit dem Stand der
Technik effektiv schwierig, einfach und genau die Verschlechterung
des Katalysators zu bestimmen.In
in reality it is not easy, the oxygen storage capacity
to calculate exactly from the catalyst. It is also in the example
of the prior art indicated above, a
Variety of expensive oxygen sensors to use
Oxygen storage capacity
to calculate from the catalyst. Accordingly, it is with the state of the
Technology effectively difficult, simple and accurate the deterioration
to determine the catalyst.
Im
Hinblick auf die vorstehend genannten Probleme schafft diese Erfindung
somit eine Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsvorrichtung,
die in der Lage ist, sowohl einfach als auch genau eine Verschlechterung
von einem Reformerkatalysator zu bestimmen, eine Kraftstoffreformervorrichtung,
die mit der Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsvorrichtung versehen
ist, und ein Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsverfahren.in the
In view of the above problems, this invention provides
thus a reformer catalyst deterioration determination device,
which is capable of both simple and accurate deterioration
to determine from a reformer catalyst, a fuel reformer device,
provided with the reformer catalyst deterioration determining device
and a reformer catalyst deterioration determination method.
Demgemäß bezieht
sich ein erster Gesichtspunkt der Erfindung auf eine Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsvorrichtung,
die einen Temperatursensor, der eine Temperatur von dem Reformerkatalysator
erfasst, und einen Bestimmungsabschnitt aufweist, der bestimmt,
ob der Reformerkatalysator verschlechtert ist, auf der Grundlage
der durch den Temperatursensor erfassten Temperatur von dem Reformerkatalysator.Accordingly relates
a first aspect of the invention relates to a reformer catalyst deterioration determination device,
which is a temperature sensor that detects a temperature from the reformer catalyst
detected, and has a determination section that determines
based on whether the reformer catalyst is deteriorated
the temperature detected by the temperature sensor from the reformer catalyst.
Eine
korrelative Beziehung besteht typischerweise zwischen der Temperatur
von dem Reformerkatalysator und dem Ausmaß einer Verschlechterung, so
dass unter identischen Betriebsbedingungen die Temperatur (an einem
vorbestimmten Ort) von einem verschlechterten Reformerkatalysator während einer
Reformerreaktion niedriger als die Temperatur (an dem gleichen Ort)
von einem Reformerkatalysator ist, der nicht verschlechtert ist
und der normal arbeitet. Des Weiteren kann die Temperatur von dem
Reformerkatalysator ebenso einfach und genau innerhalb verschiedenartiger
Parameter erfasst werden, die sich auf den Reformerkatalysator beziehen.
Eine derartige Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsvorrichtung macht
es möglich,
eine Verschlechterung von dem Reformerkatalysator durch Bestimmen
des Ausmaßes
einer Verschlechterung von dem Reformerkatalysator auf der Grundlage
der durch den Temperatursensor erfassten Temperatur von dem Reformerkatalysator
einfach und genau zu bestimmen.A
correlative relationship typically exists between temperature
of the reformer catalyst and the extent of deterioration, so
that under identical operating conditions the temperature (at one
predetermined location) from a deteriorated reformer catalyst during a
Reform reaction lower than temperature (in the same place)
from a reformer catalyst that is not deteriorated
and who works normally. Furthermore, the temperature of the
Reformer catalyst just as easily and precisely within various
Parameters are recorded that relate to the reformer catalyst.
Such a reformer catalyst deterioration determination device makes
it possible
deterioration of the reformer catalyst by determining
of extent
deterioration based on the reformer catalyst
the temperature detected by the temperature sensor from the reformer catalyst
easy and precise to determine.
Demgemäß kann der
Bestimmungsabschnitt bestimmen, dass der Reformerkatalysator verschlechtert
ist, wenn die durch den Temperatursensor erfasste Temperatur von
dem Reformerkatalysator unterhalb von einer vorbestimmten Temperatur ist.
Diese vorbestimmte Temperatur kann gemäß einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
einem Luft-Kraftstoff-Gemisch
eingerichtet werden, das dem Reformerkatalysator zugeführt wird.Accordingly, the
Determination section determine that the reformer catalyst deteriorates
is when the temperature of
the reformer catalyst is below a predetermined temperature.
This predetermined temperature can be according to an air-fuel ratio of
an air-fuel mixture
be set up, which is fed to the reformer catalyst.
Die
Temperatur von dem Reformerkatalysator steigt typischerweise an,
wenn das dem Reformerkatalysator zugeführte Luft-Kraftstoff-Gemisch mager
gemacht wird (insbesondere wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem Gemisch erhöht wird).
Wenn der Reformerkatalysator verschlechtert ist, ist jedoch die
Rate, mit der die Temperatur von dem Reformerkatalysator nach der Änderung
des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
des Gemischs ansteigt, langsamer als dann, wenn der Reformerkatalysator normal
arbeitet (wenn er insbesondere nicht verschlechtert ist). Wenn darüber hinaus
das dem Reformerkatalysator zugeführte Luft-Kraftstoff-Gemisch fett
gemacht wird (insbesondere wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem Gemisch verringert wird), verringert sich die Temperatur von
dem Reformerkatalysator typischerweise. Wenn der Reformerkatalysator
verschlechtert ist, ist jedoch die Rate, mit der die Temperatur
von dem Reformerkatalysator nach der Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
des Gemischs fällt,
schneller als dann, wenn der Reformerkatalysator normal arbeitet
(wenn er insbesondere nicht verschlechtert ist).The temperature from the reformer catalyst typically increases when the air-fuel mixture supplied to the reformer catalyst is made lean (especially when the air-fuel ratio of the mixture is increased). However, when the reformer catalyst deteriorates, the rate at which the temperature of the reformer catalyst rises after the air-fuel ratio of the mixture changes is slower than when the reformer catalyst is operating normally (especially if it is not deteriorated). In addition, when the air-fuel mixture supplied to the reformer catalyst is made rich (especially when the air-fuel ratio of the mixture is reduced), the temperature of the reformer catalyst typically decreases. However, if the reformer catalyst is degraded, the rate at which the temperature drops from the reformer catalyst after changing the air-fuel ratio of the mixture is faster than when the reformer catalyst is operating normally (especially if it is not degraded).
Wenn
des Weiteren das dem Reformerkatalysator zugeführte Luft-Kraftstoff-Gemisch
mager gemacht wird (wenn insbesondere das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem Gemisch erhöht
wird), wenn der stromaufwärtige
Endabschnitt von dem Reformerkatalysator verschlechtert ist, ist
die Rate, mit der die Temperatur an dem stromabwärtigen Endabschnitt von dem
Reformerkatalysator nach der Änderung
des Luft- Kraftstoff-Verhältnisses
von dem Gemisch ansteigt, schneller als dann, wenn der Reformerkatalysator
normal arbeitet (wenn er insbesondere nicht verschlechtert ist).
Wenn darüber
hinaus das dem Reformerkatalysator zugeführte Luft-Kraftstoff-Gemisch
fett gemacht wird (wenn insbesondere das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem Gemisch verringert wird), wenn der stromaufwärtige Endabschnitt von dem
Reformerkatalysator verschlechtert ist, ist die Rate, mit der die
Temperatur an dem stromabwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerkatalysator nach der Änderung
des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des
Gemischs fällt,
geringer als dann, wenn der Reformerkatalysator normal arbeitet
(wenn er insbesondere nicht verschlechtert ist).If
furthermore the air / fuel mixture supplied to the reformer catalyst
is made lean (if in particular the air-fuel ratio of
the mixture increased
will) if the upstream
End portion of the reformer catalyst is deteriorated
the rate at which the temperature at the downstream end portion of the
Reformer catalyst after the change
of the air-fuel ratio
of the mixture rises faster than when the reformer catalyst
works normally (especially if it is not deteriorated).
If about it
also the air / fuel mixture supplied to the reformer catalyst
is made rich (especially if the air-fuel ratio of
the mixture is reduced) when the upstream end portion of the
Reformed catalyst is the rate at which the
Temperature at the downstream
End section of the reformer catalyst after the change
the air-fuel ratio of the
Mixture falls,
less than when the reformer catalyst is operating normally
(especially if it is not deteriorating).
Daher
ist es unter Berücksichtigung
der vorstehend genannten Tendenzen möglich, einfach und genau eine
Verschlechterung von dem Reformerkatalysator durch Bestimmen des
Ausmaßes
einer Verschlechterung von dem Reformerkatalysator auf der Grundlage
der Rate zu bestimmen, bei der die Temperatur von dem Reformerkatalysator
steigt oder fällt, nachdem
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem dem Reformerkatalysator zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisch
geändert
wurde.Therefore
it is taking into account
of the above tendencies possible, simple and exactly one
Deterioration of the reformer catalyst by determining the
extent
deterioration based on the reformer catalyst
to determine the rate at which the temperature of the reformer catalyst
rises or falls after
the air-fuel ratio of
the air / fuel mixture supplied to the reformer catalyst
changed
has been.
Demgemäß kann der
Bestimmungsabschnitt von der Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsvorrichtung
gemäß dieser
Erfindung bestimmen, ob der Reformerkatalysator verschlechtert ist,
auf der Grundlage der Rate einer Änderung der durch den Temperatursensor
erfassten Temperatur von dem Reformerkatalysator.Accordingly, the
Determination section from the reformer catalyst deterioration determination device
according to this
Invention determine whether the reformer catalyst is degraded
based on the rate of change by the temperature sensor
detected temperature by the reformer catalyst.
Genauer
gesagt kann der Bestimmungsabschnitt bestimmen, dass der Reformerkatalysator verschlechtert
ist, wenn die Rate, mit der die durch den Temperatursensor erfasste
Temperatur von dem Reformerkatalysator ansteigt, nicht eine vorbestimmte
Rate erreicht hat, nachdem die Temperatur von dem Reformerkatalysator
beginnt anzusteigen.More accurate
said determination section may determine that the reformer catalyst deteriorates
is when the rate at which the temperature sensor senses
Temperature from the reformer catalyst rises, not a predetermined one
Rate has reached after the temperature of the reformer catalyst
begins to rise.
Der
Bestimmungsabschnitt kann ebenso bestimmen, dass die Rate, mit der
die Temperatur von dem Reformerkatalysator ansteigt, die vorbestimmte Rate
nicht erreicht hat, wenn die Temperatur von dem Reformerkatalysator
eine vorbestimmte Temperatur innerhalb einer vorbestimmten Zeit
nicht erreicht hat, nachdem die Temperatur von dem Reformerkatalysator
beginnt anzusteigen.The
Determining section may also determine that the rate at which
the temperature of the reformer catalyst rises, the predetermined rate
has not reached when the temperature of the reformer catalyst
a predetermined temperature within a predetermined time
has not reached after the temperature of the reformer catalyst
begins to rise.
Alternativ
kann der Bestimmungsabschnitt bestimmen, dass die Rate, mit der
die Temperatur von dem Reformerkatalysator ansteigt, die vorbestimmte
Rate nicht erreicht hat, auf der Grundlage der Zeit, die benötigt wird,
dass die Temperatur von dem Reformerkatalysator auf die vorbestimmte
Temperatur ansteigt, nachdem die Temperatur von dem Reformerkatalysator
beginnt anzusteigen.alternative
the determining section may determine that the rate at which
the temperature of the reformer catalyst rises, the predetermined one
Rate has not reached based on the time it takes
that the temperature from the reformer catalyst to the predetermined one
Temperature rises after the temperature of the reformer catalyst
begins to rise.
Der
Bestimmungsabschnitt kann ebenso bestimmen, dass der Reformerkatalysator
verschlechtert ist, wenn die Rate, mit der die Temperatur von dem
Reformerkatalysator fällt,
schneller als eine vorbestimmte Rate ist, nachdem die Temperatur
von dem Reformerkatalysator beginnt zu fallen.The
Determination section can also determine that the reformer catalyst
is deteriorated when the rate at which the temperature of the
Reformer catalyst falls
is faster than a predetermined rate after the temperature
from the reformer catalyst begins to fall.
Wenn
der Reformerkatalysator nicht verschlechtert ist (insbesondere wenn
er normal arbeitet), findet typischerweise die Reformerreaktion
an dem Reformerkatalysator hauptsächlich an dem Endabschnitt
von dem Reformerkatalysator statt, der an der stromaufwärtigen Seite
mit Bezug auf die Richtung einer Strömung von dem Luft-Kraftstoff-Gemisch
liegt (im Folgenden wird dieser Endabschnitt einfach als „stromaufwärtiger Endabschnitt" bezeichnet und wird
der entgegengesetzte Abschnitt von dem Reformerkatalysator einfach
als „stromabwärtiger Endabschnitt" bezeichnet. Daher
ist während
einer Reformerreaktion, außer
der Reformerkatalysator ist verschlechtert, die Temperatur von dem
stromabwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerkatalysator niedriger als bei dem stromaufwärtigen Endabschnitt
von dem Reformerkatalysator. Wenn sich der Reformerkatalysator verschlechtert,
beginnt jedoch die Reformerreaktion an dem Reformerkatalysator,
an dem stromabwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerkatalysator stattzufinden.If
the reformer catalyst is not deteriorated (especially if
he works normally), typically finds the reform reaction
on the reformer catalyst mainly at the end section
from the reformer catalyst, which is on the upstream side
with respect to the direction of flow from the air-fuel mixture
(hereinafter, this end portion is simply referred to as an "upstream end portion" and will be
the opposite section of the reformer catalyst is simple
referred to as "downstream end portion". Therefore
is during
a reform reaction, except
the reformer catalyst is deteriorated, the temperature of that
downstream
End portion of the reformer catalyst lower than the upstream end portion
from the reformer catalyst. If the reformer catalyst deteriorates,
however, the reformer reaction begins on the reformer catalyst,
on the downstream
End section of the reformer catalyst to take place.
Daher
wird, wenn sich der Reformerkatalysator verschlechtert, die Temperatur
von dem stromabwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerkatalysator während einer Reformerreaktion
höher als
dann, wenn der Reformerkatalysator normal arbeitet. Demgemäß ist es
möglich,
zuverlässig
eine Verschlechterung von dem Reformerkatalysator durch Erfassen der
Temperatur an dem stromabwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerkatalysator zu erfassen und das Ausmaß einer
Verschlechterung von dem Reformerkatalysator auf der Grundlage der
erfassten Temperatur von dem stromabwärtigen Endabschnitt von dem
Reformerkatalysator zu bestimmen.Therefore, when the reformate cat worsens, the temperature from the downstream end portion of the reformer catalyst during a reformer reaction is higher than when the reformer catalyst is operating normally. Accordingly, it is possible to reliably detect deterioration from the reformer catalyst by detecting the temperature at the downstream end portion of the reformer catalyst and to determine the extent of deterioration from the reformer catalyst based on the detected temperature from the downstream end portion of the reformer catalyst.
Demgemäß kann der
Temperatursensor an der stromabwärtigen
Seite von dem Reformerkatalysator angeordnet sein und kann der Bestimmungsabschnitt
bestimmen, dass der Reformerkatalysator verschlechtert ist, wenn
die Temperatur an der stromabwärtigen
Seite, die durch den Temperatursensor erfasst wurde, höher als
eine vorbestimmte Temperatur ist.Accordingly, the
Temperature sensor on the downstream
Side of the reformer catalyst and the determination section
determine that the reformer catalyst is degraded if
the temperature at the downstream
Side detected by the temperature sensor higher than
is a predetermined temperature.
Bei
der Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsvorrichtung
gemäß dieser
Erfindung kann der Bestimmungsabschnitt ebenso bestimmen, dass der
Reformerkatalysator verschlechtert ist, wenn nach dem Erkennen,
dass die Temperatur an der stromabwärtigen Seite von dem Reformerkatalysator,
die durch den Temperatursensor erfasst wird, höher als eine vorbestimmte Temperatur
ist, die durch den Temperatursensor erfasste Temperatur dann unter
die vorbestimmte Temperatur fällt.
Wenn der Reformerkatalysator verschlechtert ist, so dass die Reformerreaktion
beginnt, an dem stromabwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerkatalysator stattzufinden, steigt die
Temperatur von diesem Endabschnitt an. Da jedoch der stromabwärtige Endabschnitt
von dem Reformerkatalysator sich über die Zeit ebenso verschlechtert,
verringert sich die Temperatur von dem Endabschnitt ebenso nach
dem ersten Anstieg auf einen Spitzenwert. Dieser Aufbau ermöglicht daher,
einfach und genau eine Verschlechterung von dem Reformerkatalysator
zu bestimmen.at
the reformer catalyst deterioration determination device
according to this
Invention, the determining section can also determine that the
Reformer catalyst is deteriorating if after detecting
that the temperature on the downstream side of the reformer catalyst,
detected by the temperature sensor is higher than a predetermined temperature
is, the temperature detected by the temperature sensor is then below
the predetermined temperature drops.
If the reformer catalyst deteriorates, causing the reformer reaction
starts at the downstream
The end section of the reformer catalyst takes place, which increases
Temperature from this end section. However, since the downstream end section
of the reformer catalyst also deteriorates over time
the temperature from the end portion also decreases after
the first rise to a peak. This structure therefore enables
simple and accurate deterioration from the reformer catalyst
to determine.
Die
Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsvorrichtung
gemäß dieser
Erfindung kann so ausgelegt sein, dass sie die Temperatur an der
stromaufwärtigen
Seite von dem Reformerkatalysator wie auch die Temperatur an der
stromabwärtigen
Seite von dem Katalysator erfasst.The
Reformer catalyst deterioration determination device
according to this
Invention can be designed to control the temperature at the
upstream
Side of the reformer catalyst as well as the temperature at the
downstream
Side captured by the catalyst.
Wenn
der Reformerkatalysator verschlechtert ist, wie vorstehend beschrieben
ist, beginnt die Reformerreaktion an dem stromabwärtigen Endabschnitt
von dem Reformerkatalysator stattzufinden. Wenn der Reformerkatalysator
sich verschlechtert, wird daher die Temperaturdifferenz zwischen dem
stromaufwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerkatalysator und dem stromabwärtigen Endabschnitt
von dem Reformerkatalysator immer geringer, bis schließlich die
Temperatur von dem stromabwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerkatalysator höher als die Temperatur von
dem stromaufwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerkatalysator wird. Demgemäß ist es
ebenso möglich,
eine Verschlechterung von dem Reformerkatalysator durch Bestimmen
des Ausmaßes
einer Verschlechterung von dem Reformerkatalysator auf der Grundlage
der Differenz zwischen der Temperatur von dem stromaufwärtigen Endabschnitt
von dem Reformerkatalysator und der Temperatur von dem stromabwärtigen Endabschnitt von
dem Reformerkatalysator genau zu bestimmen. Des Weiteren ist es
für diesen
Fall ebenso möglich, einfach
eine Routine zum Bestimmen einer Verschlechterung auszuführen (im
Folgenden als „Verschlechterungsbestimmungsroutine" bezeichnet), da
es nicht notwendig ist, dass die Betriebsbedingungen von dem Reformerkatalysator
zu jedem Zeitpunkt die gleichen sind, wenn die Temperatur erfasst
wird, um eine Bestimmung durchzuführen, ob der Katalysator verschlechtert
ist.If
the reforming catalyst is deteriorated as described above
the reforming reaction starts at the downstream end portion
from the reformer catalyst to take place. If the reformer catalyst
deteriorates, the temperature difference between the
upstream
End portion of the reformer catalyst and the downstream end portion
of the reformer catalyst ever lower, until finally the
Temperature from the downstream
End section of the reformer catalyst higher than the temperature of
the upstream
End section of the reformer catalyst. Accordingly it is
equally possible
deterioration of the reformer catalyst by determining
of extent
deterioration based on the reformer catalyst
the difference between the temperature from the upstream end portion
of the reformer catalyst and the temperature of the downstream end portion of
to precisely determine the reformer catalyst. Furthermore, it is
For this
Case also possible, simple
execute a routine for determining deterioration (im
Hereinafter referred to as "deterioration determination routine") because
it is not necessary that the operating conditions of the reformer catalyst
are the same at all times when the temperature is detected
to make a determination of whether the catalyst is deteriorating
is.
Ein
zweiter Gesichtspunkt der Erfindung bezieht sich auf ein Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsverfahren
zum Bestimmen einer Verschlechterung von einem Reformerkatalysator, der
ein Gemisch von Luft und Kraftstoff reformiert. Gemäß diesem
Verfahren wird eine Temperatur von dem Reformerkatalysator erfasst
und zum Bestimmen des Ausmaßes
einer Verschlechterung von dem Reformerkatalysator verwendet.On
second aspect of the invention relates to a reformed catalyst deterioration determination method
for determining deterioration from a reformer catalyst that
reformed a mixture of air and fuel. According to this
A temperature is detected by the reformer catalyst
and to determine the extent
deterioration used by the reformer catalyst.
Die
vorstehend genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile
der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen offensichtlich, wobei ähnliche Bezugszeichen verwendet
werden, um ähnliche Elemente
zu bezeichnen.The
aforementioned and other tasks, features and advantages
The invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments
with reference to the attached
Drawings obvious, using similar reference numerals
be to similar items
to call.
1 ist ein Blockdiagramm,
das schematisch ein Fahrzeug zeigt, das mit einer Kraftstoffreformervorrichtung
versehen ist, die eine Reformerkatalysator- Verschlechterungsbestimmungsvorrichtung gemäß einem
ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung aufweist; 1 12 is a block diagram schematically showing a vehicle provided with a fuel reformer device having a reformer catalyst deterioration determination device according to a first exemplary embodiment of the invention;
2 ist ein Ablaufdiagramm
eines Betriebs, der durch das in 1 gezeigte
Fahrzeug ausgeführt wird; 2 is a flowchart of an operation performed by the in 1 shown vehicle is running;
3 ist eine perspektivische
Ansicht eines Beispiels eines Kennfelds, das zum Schätzen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
von dem Gemisch bei einem Reformer verwendet wird, der an dem Fahrzeug vorgesehen
ist; 3 12 is a perspective view of an example of a map used to estimate the air-fuel ratio of the mixture in a reformer provided on the vehicle;
4 ist ein Ablaufdiagramm,
das eine Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsroutine
gemäß dem ersten
beispielhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt; 4 FIG. 12 is a flowchart illustrating a reformer catalyst deterioration determination routine according to the first exemplary embodiment of the invention;
5 ist eine Grafik, die die
korrelative Beziehung zwischen der Katalysatorbodentemperatur und
dem Ausmaß einer
Verschlechterung von dem Reformerkatalysator zeigt; 5 Fig. 12 is a graph showing the correlative relationship between the catalyst floor temperature and the degree of deterioration from the reformer catalyst;
6 ist eine darstellende
Ansicht von einem abgewandelten Beispiel von dem ersten beispielhaften
Ausführungsbeispiel
der Erfindung; 6 Fig. 4 is an illustrative view of a modified example of the first exemplary embodiment of the invention;
7 ist eine darstellende
Ansicht von einem weiteren abgewandelten Beispiel von dem ersten
beispielhaften Ausführungsbeispiel
von der Erfindung; 7 Fig. 4 is an illustrative view of another modified example of the first exemplary embodiment of the invention;
8 ist eine Grafik zum Erklären eines
weiteren abgewandelten Beispiels von dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung; 8th Fig. 12 is a graph for explaining another modified example of the first exemplary embodiment of the invention;
9 ist eine Grafik, die die
Beziehung zwischen dem Abstand von dem am weitesten stromaufwärts gelegenen
Ende von einem Reformerreaktionsabschnitt von dem Reformer und der
Temperatur von dem Reformerkatalysator gemäß einem zweiten beispielhaften
Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt; 9 FIG. 12 is a graph showing the relationship between the distance from the most upstream end of a reformer reaction section from the reformer and the temperature from the reformer catalyst according to a second exemplary embodiment of the invention;
10 ist ein Ablaufdiagramm,
das eine Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsroutine
gemäß dem zweiten
beispielhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt; 10 FIG. 12 is a flowchart illustrating a reformer catalyst deterioration determination routine according to the second exemplary embodiment of the invention;
11 ist eine Grafik zum Erklären eines
abgewandelten Beispiels von dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung; 11 Fig. 12 is a graph for explaining a modified example of the second exemplary embodiment of the invention;
12 ist eine darstellende
Ansicht von einem abgewandelten Beispiel von dem zweiten beispielhaften
Ausführungsbeispiel
der Erfindung; 12 Fig. 4 is an illustrative view of a modified example of the second exemplary embodiment of the invention;
13 ist eine Grafik zum Erklären eines dritten
beispielhaften Ausführungsbeispiels
der Erfindung; 13 Fig. 10 is a graph for explaining a third exemplary embodiment of the invention;
14 ist eine Grafik zum Erklären eines
abgewandelten Beispiels von dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung; 14 Fig. 12 is a graph for explaining a modified example of the third exemplary embodiment of the invention;
15 ist eine Grafik, die
die Beziehung zwischen dem Abstand von dem am weitesten stromaufwärts gelegenen
Ende von dem Reformerreaktionsabschnitt von dem Reformer und der
Temperatur von dem Reformerkatalysator gemäß einem vierten beispielhaften
Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt; 15 FIG. 12 is a graph showing the relationship between the distance from the most upstream end of the reformer reaction section from the reformer and the temperature from the reformer catalyst according to a fourth exemplary embodiment of the invention;
16 ist eine darstellende
Ansicht von einem Reformer gemäß dem vierten
beispielhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung; 16 Fig. 4 is an illustrative view of a reformer according to the fourth exemplary embodiment of the invention;
17 ist ein Ablaufdiagramm,
das die Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsroutine
gemäß dem vierten
beispielhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt; und 17 FIG. 12 is a flowchart illustrating the reformer catalyst deterioration determination routine according to the fourth exemplary embodiment of the invention; and
18 ist eine darstellende
Ansicht von einem abgewandelten Beispiel von dem vierten beispielhaften
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. 18 10 is an illustrative view of a modified example of the fourth exemplary embodiment of the invention.
Eine
Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen einer Verschlechterung
von einem Reformerkatalysator gemäß der Erfindung werden genauer
hinsichtlich beispielhafter Ausführungsbeispiele unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.A
Apparatus and method for determining deterioration
of a reformer catalyst according to the invention will be more specific
regarding exemplary embodiments below
Reference to the attached
Described drawings.
(Erstes beispielhaftes
Ausführungsbeispiel)(First exemplary
Embodiment)
1 ist ein Blockdiagramm,
das schematisch ein Fahrzeug zeigt, das mit einem Reformer (insbesondere
einer Kraftstoffreformervorrichtung) versehen ist, das eine Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsvorrichtung
gemäß einem
ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung aufweist. Ein Fahrzeug C, das in der Zeichnung gezeigt
ist, hat einen Verbrennungsmotor (insbesondere eine Brennkraftmaschine) 1,
die als ein Primärantrieb
zum Fahren dient. Der Verbrennungsmotor 1 treibt angetriebene
Räder W über eine Achse
T an. Der Verbrennungsmotor 1 erzeugt Leistung durch Verbrennen
eines Gemischs, das Verbrennungsbestandteile aufweist, in einer
Brennkammer 3 eines Zylinders, der an einem Verbrennungsmotorblock 2 ausgebildet
ist, um einen Kolben 4 in dem Zylinder vor und zurück zu bewegen.
Der in diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel beschriebene
Verbrennungsmotor 1 ist ein Mehrzylinderverbrennungsmotor
(wie zum Beispiel ein Vierzylinderverbrennungsmotor), aber zur Vereinfachung
ist in 1 nur einer von
diesen Zylindern gezeigt. Nachfolgend wird sich die folgende Beschreibung
auf die Zylinder als Einzelne beziehen. 1 12 is a block diagram schematically showing a vehicle provided with a reformer (particularly, a fuel reformer device) having a reformer catalyst deterioration determination device according to a first exemplary embodiment of the invention. A vehicle C shown in the drawing has an internal combustion engine (particularly an internal combustion engine) 1 that serves as a primary drive for driving. The internal combustion engine 1 drives driven wheels W via an axis T. The internal combustion engine 1 generates power by burning a mixture containing combustion components in a combustion chamber 3 of a cylinder attached to an internal combustion engine block 2 is designed to be a piston 4 to move back and forth in the cylinder. The internal combustion engine described in this exemplary embodiment 1 is a multi-cylinder internal combustion engine (such as a four-cylinder internal combustion engine), but for simplicity is in 1 only one of these cylinders is shown. The following description will refer to the cylinders individually.
Der
Einlassanschluss von dem Zylinder, der in die Brennkammer 3 führt, ist
mit einem Einlassrohr 5a verbunden, das einen Einlasskrümmer 5 ausbildet.
Ein Auslassanschluss von dem Zylinder, der aus der Brennkammer 3 führt, ist
mit einem Auslassrohr 6a verbunden, der einen Auslasskrümmer 6 ausbildet.
Ein Einlassventil Vi und ein Auslassventil Ve sind für die Brennkammer 3 bei
einem Zylinderkopf von dem Verbrennungsmotor vorgesehen. Das Einlassventil
Vi öffnet
und schließt
den Einlassanschluss und das Auslassventil Ve öffnet und schließt den Auslassanschluss.
Das Einlassventil Vi und das Auslassventil Ve werden durch einen
(nicht gezeigten) Ventilmechanismus geöffnet und geschlossen. Dieser
Ventilmechanismus ist ein Nocken, der beispielsweise eine variable
Ventilzeitabstimmungsfunktion hat. Darüber hinaus ist eine Zündkerze 7 an
dem Zylinderkopf von dem Verbrennungsmotor 1 derart vorgesehen,
dass sie der Brennkammer 3 ausgesetzt ist. Ebenso ist ein
Abgas-A/F-Sensor 19 in
dem Abgaskrümmer 6 vorgesehen.
Dieser Abgas-A/F-Sensor 19 erfasst
ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis
von dem Abgas, das von der Brennkammer 3 ausgestoßen wird.
Der Abgaskrümmer 6 ist
mit einer nicht gezeigten Katalysatorvorrichtung verbunden (wie
zum Beispiel einem Dreiwegekatalysator).The inlet port from the cylinder that goes into the combustion chamber 3 leads is with an inlet pipe 5a connected, which is an intake manifold 5 formed. An exhaust port from the cylinder coming out of the combustion chamber 3 leads is with an outlet pipe 6a connected to an exhaust manifold 6 formed. An intake valve Vi and an exhaust valve Ve are for the combustion chamber 3 provided in a cylinder head by the internal combustion engine. The inlet valve Vi opens and closes the inlet connection and the outlet valve Ve opens and closes the outlet connection. The intake valve Vi and the exhaust valve Ve are opened and closed by a valve mechanism (not shown). The This valve mechanism is a cam that has, for example, a variable valve timing function. In addition, there is a spark plug 7 on the cylinder head of the internal combustion engine 1 provided such that it faces the combustion chamber 3 is exposed. There is also an exhaust gas A / F sensor 19 in the exhaust manifold 6 intended. This exhaust A / F sensor 19 detects an air-fuel ratio of the exhaust gas from the combustion chamber 3 is expelled. The exhaust manifold 6 is connected to a catalyst device, not shown (such as a three-way catalyst).
Wie
in 1 gezeigt ist, ist
das Einlassrohr 5a, das den Einlasskrümmer 5 ausbildet,
mit einem Ausgleichstank 8 verbunden. Der Einlasskrümmer 5 (insbesondere
das Einlassrohr 5a) und der Ausgleichstank 8 bilden
das Einlasssystem von dem Verbrennungsmotor 1. Mit diesem
Ausgleichstank 8 ist ein Einlassrohr L1 verbunden. Dieses Einlassrohr
L1 ist wiederum mit einem Lufteinlass, der nicht gezeigt ist, über einen
Luftreiniger 9 verbunden. Eine Drossel (ein Drosselventil
in diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel) 10 ist
auf halbem Weg an dem Einlassrohr L1 vorgesehen (zwischen dem Ausgleichstank 8 und
dem Luftreiniger 9).As in 1 is shown is the inlet pipe 5a that is the intake manifold 5 trains with an expansion tank 8th connected. The intake manifold 5 (especially the inlet pipe 5a ) and the expansion tank 8th form the intake system of the internal combustion engine 1 , With this expansion tank 8th an inlet pipe L1 is connected. This inlet pipe L1 is in turn with an air inlet, which is not shown, via an air cleaner 9 connected. A throttle (a throttle valve in this exemplary embodiment) 10 is provided halfway on the inlet pipe L1 (between the expansion tank 8th and the air purifier 9 ).
Ein
Luftdurchflussmessgerät
AFM ist ebenso an dem Einlassrohr L1 vorgesehen. Dieses Luftdurchflussmessgerät AFM ist
zwischen dem Luftreiniger 9 und dem Drosselventil 10 positioniert.
Ein Bypassrohr L2 zweigt von dem Einlassrohr L1 an einem Abzweigungsabschnitt
(insbesondere einem Abzweigungspunkt) BP ab. Dieser Abzweigungspunkt
BP ist zwischen dem Drosselventil 10 und dem Luftdurchflussmessgerät AFM gelegen.
Das Ende von dem Bypassrohr L2 (insbesondere das Ende von dem Bypassrohr
L1, das entgegengesetzt zu dem Ende an dem Abzweigungspunkt BP ist)
ist mit einem Reformer 20 verbunden. Ein Durchflussrateneinstellventil 11 ist
zwischen dem Bypassrohr L2 und dem Reformer 20 vorgesehen.An air flow meter AFM is also provided on the inlet pipe L1. This air flow meter AFM is between the air cleaner 9 and the throttle valve 10 positioned. A bypass pipe L2 branches off from the inlet pipe L1 at a branch section (in particular a branch point) BP. This branch point BP is between the throttle valve 10 and the AFM air flow meter. The end of the bypass pipe L2 (in particular, the end of the bypass pipe L1, which is opposite to the end at the branch point BP) is with a reformer 20 connected. A flow rate adjustment valve 11 is between the bypass pipe L2 and the reformer 20 intended.
Der
Reformer 20 hat einen im Wesentlichen runden Hauptkörper 21,
von dem beide Enden abgedichtet sind. Der innere Abschnitt von dem
Hauptkörper 21 ist
in einen Luft-Kraftstoff-Mischabschnitt 22 und
einen Reformerreaktionsabschnitt 23 unterteilt, der angrenzend
an den Luft-Kraftstoff-Mischabschnitt 22 ist. Das Bypassrohr
L2 und ein Kraftstoffeinspritzventil 15 sind mit diesem
Luft-Kraftstoff-Mischabschnitt 22 verbunden. Das Kraftstoffeinspritzventil 15,
das fähig
ist, einen Kohlenwasserstoffkraftstoff, wie z. B. Benzin, einzuspritzen,
ist mit einem Kraftstofftank über
eine nicht gezeigte Kraftstoffpumpe verbunden. Ein Reformerkatalysator,
an dem Rhodium an Zirkonium geträgert
ist, ist an dem Reformerreaktionsabschnitt 23 vorgesehen.The reformer 20 has an essentially round main body 21 , from which both ends are sealed. The inner section of the main body 21 is in an air-fuel mixing section 22 and a reformer reaction section 23 divided, which is adjacent to the air-fuel mixing section 22 is. The bypass pipe L2 and a fuel injection valve 15 are with this air-fuel mixing section 22 connected. The fuel injector 15 that is capable of producing a hydrocarbon fuel, such as. B. to inject petrol is connected to a fuel tank via a fuel pump, not shown. A reformer catalyst on which rhodium is supported on zirconium is on the reformer reaction section 23 intended.
Ein
Auslassende von dem Reformer 20 ist mit dem Ausgleichstank 8 über ein
Verbindungsrohr L3 verbunden. Demgemäß ist der Reformer 20 so
angeordnet, dass er das Einlassrohr L1 umläuft. Des Weiteren ist ein Temperatursensor 12 an
dem Reformer 20 vorgesehen. In diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel
ist der Temperatursensor 12 an dem Hauptkörper 21 an
einem Ort stromabwärts
von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 montiert. Der Temperatursensor 12 erfasst
die Temperatur von einem Reformergas, das von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 ausgestoßen wird.An outlet end from the reformer 20 is with the expansion tank 8th connected via a connecting pipe L3. Accordingly, the reformer 20 arranged so that it rotates around the inlet pipe L1. There is also a temperature sensor 12 on the reformer 20 intended. In this exemplary embodiment, the temperature sensor 12 on the main body 21 at a location downstream from the reformer reaction section 23 assembled. The temperature sensor 12 detects the temperature of a reformer gas from the reformer reaction section 23 is expelled.
Die
Zündkerze
(Zündeinrichtung) 7,
ein (nicht gezeigter) Ventilmechanismus, ein Drosselventil 10,
ein Durchflussrateneinstellventil 11, ein Temperatursensor 12,
ein Abgas-A/F-Sensor 19, ein Luftdurchflussmessgerät AFM und
dergleichen sind alle mit einer elektronischen Steuerungseinheit
(im Folgenden als „ECU" bezeichnet) 50 verbunden,
die als eine Steuerungseinrichtung von dem Verbrennungsmotor 1 funktioniert.
Diese ECU 50 hat eine CPU, einen ROM, einen RAM, einen
Eingabe-/Ausgabeanschluss und eine Speichervorrichtung, in der verschiedene
Informationen und Kennfelder und dergleichen gespeichert sind. Diese
ECU 50 nimmt ein Signal zum Anzeigen eines Niederdrückbetrags
eines Beschleunigerpedals von einem Beschleunigerpositionssensor 51 und
ein Signal zum Anzeigen der tatsächlichen
Drehzahl von dem Verbrennungsmotor 1 von einem Verbrennungsmotordrehzahlsensor 52 auf.
Die ECU 50 steuert die Öffnungsbeträge von dem
Drosselventil 10 und von dem Durchflussrateneinstellventil 11,
die Kraftstoffeinspritzmenge, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 15 eingespritzt
wird, und die Zündzeitabstimmung
von der Zündkerze 7 auf
der Grundlage von erfassten Werten von dem Luftdurchflussmessgerät AFM, dem
Temperatursensor 12, dem Abgas-A/F-Sensor 19 und dergleichen
wie auch von den Signalen von dem Beschleunigerpositionssensor 51 und
dem Verbrennungsmotordrehzahlsensor 52 und dergleichen.The spark plug (ignition device) 7 , a valve mechanism (not shown), a throttle valve 10 , a flow rate adjustment valve 11 , a temperature sensor 12 , an exhaust gas A / F sensor 19 , an air flow meter AFM and the like are all equipped with an electronic control unit (hereinafter referred to as "ECU") 50 connected as a control device from the internal combustion engine 1 works. This ECU 50 has a CPU, ROM, RAM, an input / output port, and a storage device in which various information and maps and the like are stored. This ECU 50 takes a signal to indicate a depression amount of an accelerator pedal from an accelerator position sensor 51 and a signal to indicate the actual speed of the internal combustion engine 1 from an engine speed sensor 52 on. The ECU 50 controls the opening amounts from the throttle valve 10 and from the flow rate adjustment valve 11 , the fuel injection amount from the fuel injection valve 15 is injected, and the ignition timing from the spark plug 7 on the basis of detected values from the air flow meter AFM, the temperature sensor 12 , the exhaust gas A / F sensor 19 and the like as well as the signals from the accelerator position sensor 51 and the engine speed sensor 52 and the same.
Wenn
das Fahrzeug C betrieben wird, wird Luft in den Luft-Kraftstoff-Mischabschnitt 22 von
dem Reformer 20 durch das Durchflussrateneinstellventil 11,
das durch die ECU 50 gesteuert wird, durch das Bypassrohr
L2 eingeführt.
Gleichzeitig wird Kraftstoff, wie z. B. Benzin, von dem Kraftstoffeinspritzventil 15 eingespritzt,
das ebenso durch die ECU 50 gesteuert wird. Der Kraftstoff
wird verdampft und mit der Luft von dem Bypassrohr L2 in dem Luft-Kraftstoff-Mischabschnitt 22 gemischt.
Das Luft-Kraftstoff-Gemisch
strömt
dann in den Reformerreaktionsabschnitt 23, bei dem der
Reformerkatalysator eine Reaktion zwischen dem Kohlenwasserstoff
und der Luft vorantreibt. Eine Teiloxidationsreaktion, die durch
den nachstehenden Ausdruck 1 gezeigt ist, wird bei diesem
Reformerreaktionsabschnitt vorangetrieben. CmHn + (m/2)O2 → mCO + (n/2)
H2 (1) When the vehicle C is operated, air is injected into the air-fuel mixing section 22 from the reformer 20 through the flow rate adjustment valve 11 by the ECU 50 is controlled, introduced through the bypass pipe L2. At the same time fuel such. B. gasoline, from the fuel injector 15 injected, also by the ECU 50 is controlled. The fuel is vaporized and with the air from the bypass pipe L2 in the air-fuel mixing section 22 mixed. The air-fuel mixture then flows into the reformer reaction section 23 , in which the reformer catalyst drives a reaction between the hydrocarbon and the air. A partial oxidation reaction represented by the expression below 1 is shown is being advanced in this reform reaction section. CmHn + (m / 2) O 2 → mCO + (n / 2) H 2 (1)
Das
Vorantreiben der Reaktion des Ausdrucks 1 erzeugt ein Reformergas,
das CO und H2 aufweist, die beide Verbrennungsbestandteile
sind. Das erhaltene Reformergas wird dann von dem Reformer 20 in
den Ausgleichstank 8 durch das Verbindungsrohr L3 eingeführt.Driving the response of the expression 1 generates a reformer gas that has CO and H 2 , both of which are combustion components. The reformer gas obtained is then from the reformer 20 in the expansion tank 8th inserted through the connecting pipe L3.
Zusätzlich wird
Luft in den Ausgleichstank 8 durch das Drosselventil 10,
das durch die ECU 50 gesteuert wird, in dem Einlassrohr
eingeführt.
Demgemäß wird das
Reformergas in die Brennkammer 3 nach dem weitergehenden
Mischen mit der Luft in dem Ausgleichstank 8 gezogen. Wenn
dann die Zündkerze 7 bei
einer vorbestimmten Zeitabstimmung zündet, verbrennen das CO und
H2, die Verbrennungsbestandteile sind, in
der Brennkammer 3, wobei sie somit die Kraft bereitstellen,
die zum Vor- und Zurücktreiben
des Kolbens 4 benötigt
wird. Der Kolben 4 treibt wiederum die Antriebsräder W über die
Achse T an. Bei dem Verbrennungsmotor 1 ist es ebenso möglich, eine
Zufuhr der Luft und des Kraftstoffs zu dem Reformer 20 anzuhalten
und eine Leistung durch Einspritzen von Kraftstoff aus einem Kraftstoffeinspritzventil 15x zu
erhalten, das in dem Einlassrohr 5a vorgesehen ist.In addition, there is air in the expansion tank 8th through the throttle valve 10 by the ECU 50 is controlled, inserted in the inlet pipe. Accordingly, the reformer gas is fed into the combustion chamber 3 after further mixing with the air in the expansion tank 8th drawn. Then if the spark plug 7 ignites at a predetermined timing, the CO and H 2 , which are combustion components, burn in the combustion chamber 3 , thus providing the force required to propel the piston back and forth 4 is needed. The piston 4 in turn drives the drive wheels W via the axis T. With the internal combustion engine 1 it is also possible to supply air and fuel to the reformer 20 stop and perform by injecting fuel from a fuel injector 15x to get that in the inlet pipe 5a is provided.
Als
Nächstes
wird ein Betrieb während
des Auslaufens des Verbrennungsmotors 1 bei dem Fahrzeug
C genau unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Wie in der Zeichnung gezeigt ist, gibt der Beschleunigerpositionssensor 51 ein
Signal zum Anzeigen des Beschleunigerpedalniederdrückbetrags an
die ECU 50 ab. Wenn der Betriebszustand von dem Verbrennungsmotor 1 sich
von einem Leerlaufzustand zu einem Nicht-Leerlaufzustand ändert, bestimmt
die ECU 50 ein Solldrehmoment für den Verbrennungsmotor 1 (Schritt
S10). Dieses Solldrehmoment entspricht dem Signal von dem Beschleunigerpositionssensor 51.
Nach dem Bestimmen des Solldrehmoments richtet die ECU 50 gleichzeitig
die Luftmenge, die dem Reformer 20 zuzuführen ist
(insbesondere die Reformerluftzufuhrmenge), die Kraftstoffeinspritzmenge,
die von dem Kraftstoffeinspritzventil 15 eingespritzt wird,
und den Öffnungsbetrag
von dem Drosselventil 10 ein.Next, an operation while the engine is coasting down 1 in vehicle C with reference to FIG 2 described. As shown in the drawing, the accelerator position sensor gives 51 a signal to display the accelerator pedal depression amount to the ECU 50 from. When the operating state of the internal combustion engine 1 changes from an idle state to a non-idle state, the ECU determines 50 a target torque for the internal combustion engine 1 (Step S10). This target torque corresponds to the signal from the accelerator position sensor 51 , After determining the target torque, the ECU adjusts 50 at the same time the amount of air that the reformer 20 is to be supplied (in particular the reformer air supply quantity), the fuel injection quantity, that from the fuel injection valve 15 is injected, and the opening amount from the throttle valve 10 on.
In
dem Schritt S12 erhält
nämlich
die ECU 50 die Reformerluftzufuhrmenge entsprechend dem Solldrehmoment,
das in Schritt S10 bestimmt wird, aus einem im Voraus bestimmten
Kennfeld. Dieses Kennfeld definiert die Beziehung zwischen dem Solldrehmoment
und der Menge der Luft, die für
den Reformer 20 vorzusehen ist (insbesondere die Reformerluftzufuhrmenge).
In dem Schritt S12 berechnet die ECU 50 die Kraftstoffeinspritzmenge,
die durch das Kraftstoffeinspritzventil 15 einzuspritzen
ist, mit der Beziehung mit der erhaltenen Reformerluftzufuhrmenge,
so dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
von dem Gemisch in dem Reformer 20 beispielsweise 5,0 wird.Namely, the ECU receives in step S12 50 the reformer air supply amount corresponding to the target torque determined in step S10 from a map determined in advance. This map defines the relationship between the target torque and the amount of air required for the reformer 20 must be provided (especially the reformer air supply quantity). In step S12, the ECU calculates 50 the amount of fuel injected by the fuel injector 15 is to be injected with the relationship with the reformer air supply amount obtained so that the air-fuel ratio of the mixture in the reformer 20 for example, becomes 5.0.
Gleichzeitig
verwendet in dem Schritt S12 die ECU 50 das Kennfeld, das
im Voraus vorbereitet wurde, um den Öffnungsbetrag von dem Drosselventil 10 zu
erhalten, der dem in dem Schritt S10 bestimmten Solldrehmoment entspricht.
Das Kennfeld zum Einrichten des Drosselöffnungsbetrags ist so vorbereitet,
dass der Öffnungsbetrag
von dem Drosselventil zum Veranlassen, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem Gemisch, das in die Brennkammer 3 eingeführt wird,
ein gewünschter
Wert wird, gemäß dem Solldrehmoment
bestimmt wird. Das Kennfeld zum Einrichten des Öffnungsbetrags von der Drossel
wird auf der Grundlage einer Reformerluftzufuhrmenge und einer Kraftstoffeinspritzmenge
vorbereitet, die so berechnet werden, so dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem Gemisch in dem Reformer 20 beispielsweise 5,0 wird.At the same time, the ECU uses in step S12 50 the map prepared in advance by the opening amount from the throttle valve 10 to obtain, which corresponds to the target torque determined in step S10. The map for setting the throttle opening amount is prepared so that the opening amount from the throttle valve causes the air-fuel ratio of the mixture that is in the combustion chamber 3 is introduced, a desired value is determined according to the target torque. The map for establishing the opening amount from the throttle is prepared based on a reformer air supply amount and a fuel injection amount calculated so that the air-fuel ratio of the mixture in the reformer 20 for example, becomes 5.0.
Demgemäß werden
sowohl die Menge des Gemischs, das dem Reformer 20 zugeführt wird
(insbesondere die Reformerluftzufuhrmenge plus die Kraftstoffeinspritzmenge)
als auch die Menge des Gemischs, das in die Brennkammer 3 eingeführt wird (insbesondere
das Reformergas plus die Luft von dem Drosselventil 10)
gleichzeitig gemäß dem Solldrehmoment
eingerichtet. Des Weiteren wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei dem Gemisch in dem Reformer 20 im
Wesentlichen konstant eingerichtet (beispielsweise A/F = 5,0). Das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
von dem Gemisch in der Brennkammer 3 wird auf einen gewünschten
Wert eingerichtet, wie z. B. das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis.Accordingly, both the amount of mixture that the reformer 20 is supplied (in particular the reformer air supply amount plus the fuel injection amount) as well as the amount of the mixture that is fed into the combustion chamber 3 is introduced (especially the reformer gas plus the air from the throttle valve 10 ) set up simultaneously according to the target torque. Furthermore, the air-fuel ratio in the mixture in the reformer 20 set up essentially constant (for example A / F = 5.0). The air-fuel ratio of the mixture in the combustion chamber 3 is set to a desired value, such as. B. the stoichiometric air-fuel ratio.
In
dem Schritt S14 richtet die ECU 50 den Öffnungsbetrag von dem Drosselventil 10 auf
den in dem Schritt S12 erhaltenen Öffnungsbetrag ein. Die ECU 50 steuert
ebenso das Durchflussrateneinstellventil 11, so dass der
Anzeigewert von dem Luftdurchflussmessgerät AFM von dem Einlassrohr L1 die
Summe von der in dem Schritt S12 erhaltenen Reformerluftzufuhrmenge
und von der Durchflussrate wird, die dem Öffnungsbetrag von dem Drosselventil 10 entspricht,
der bei dem Schritt S12 erhalten wird. Des Weiteren wird Kraftstoff
mit einer in Schritt S12 erhaltenen Menge von dem Kraftstoffeinspritzventil 15 eingespritzt.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Kraftstoff vorzugsweise von dem Kraftstoffeinspritzventil 15 eingespritzt,
wenn die von dem Durchflussrateneinstellventil 11 zugeführte Luft
sich stabilisiert hat. Demgemäß kann das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem Gemisch in dem Reformer 20 genau eingerichtet werden.In step S14, the ECU judges 50 the opening amount from the throttle valve 10 the opening amount obtained in step S12. The ECU 50 also controls the flow rate adjustment valve 11 so that the display value from the air flow meter AFM from the intake pipe L1 becomes the sum of the reformer air supply amount obtained in step S12 and the flow rate that is the opening amount from the throttle valve 10 corresponds to that obtained in step S12. Furthermore, fuel is supplied from the fuel injection valve with an amount obtained in step S12 15 injected. At this time, the fuel is preferably from the fuel injector 15 injected when from the flow rate adjustment valve 11 supplied air has stabilized. Accordingly, the air-fuel ratio of the mixture in the reformer 20 be set up exactly.
Nach
dem Durchführen
der Betriebe in dem Schritt S14 schätzt die ECU 50 die
Katalysatorbetttemperatur (beispielsweise die Durchschnittstemperatur
von dem Reformerreaktionsabschnitt 23) bei dem Reformerreaktionsabschnitt 23 von
dem Reformer 20 auf der Grundlage eines von dem Temperatursensor 12 aufgenommenen
Signals (Schritt S16). Der Temperatursensor 12 ist an dem
Hauptkörper 21 an
einem Ort stromabwärts
von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 montiert. Nach dem
Schätzen
der Katalysatorbetttemperatur an dem Reformerreaktionsabschnitt 23 schätzt die
ECU 50 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem Gemisch in dem Reformer 20 unter Verwendung der erfassten
Katalysatorbetttemperatur, der in dem Schritt S12 erhaltenen Kraftstoffeinspritzmenge
und eines Kennfelds, wie z. B. das in 3 gezeigte
(Schritt S18).After performing the operations in step S14, the ECU estimates 50 the catalyst bed temperature (e.g. the average temperature from the reformer reaction section 23 ) at the reform reaction section 23 from the reformer 20 based on one from the temperature sensor 12 recorded signal (step S16). The temperature sensor 12 is on the main body 21 at a location downstream from the reformer reaction section 23 assembled. After estimating the catalyst bed temperature at the reformer reaction section 23 estimates the ECU 50 the air-fuel ratio of the mixture in the reformer 20 using the detected catalyst bed temperature, the fuel injection amount obtained in step S12 and a map such as B. the in 3 shown (step S18).
Es
gibt nämlich
eine korrelative Beziehung zwischen der Katalysatorbetttemperatur
und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem Gemisch in dem Reformer 20. Demgemäß ändert sich die Katalysatorbetttemperatur
an dem Reformerreaktionsabschnitt 23 in Abhängigkeit
von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem Gemisch in dem Reformer 20. Die Katalysatorbetttemperatur ändert sich
ebenso in Abhängigkeit
von der Menge des Kraftstoffs, die dem Reformer 20 zugeführt wird.
Eine Vergrößerung der
Menge des Kraftstoffs, der dem Reformer 20 zugeführt wird,
hat nämlich
eine Erhöhung
der Katalysatorbetttemperatur zur Folge. Auf der Grundlage dieser
Tendenz wird eine Abbildung (3)
im Voraus gebildet, die die korrelative Beziehung zwischen der Katalysatorbetttemperatur
und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem Gemisch in dem Reformer 20 gemäß der Kraftstoffeinspritzmenge
für den
Reformer 20 bei dem Verbrennungsmotor 1 definiert (insbesondere
korrigiert). Das Kennfeld, das diese korrelative Beziehung definiert,
ist in der Speichervorrichtung von der ECU 50 gespeichert.
Die Verwendung dieser Art des Kennfelds macht es möglich, dann
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
von dem Gemisch in dem Reformer 20 genau zu schätzen. Auf
diesem Weg wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Gemisch in dem
Reformer 20 aus der Katalysatorbetttemperatur an dem Reformerreaktionsabschnitt 23 und
der Menge des dem Reformer 20 zugeführten Kraftstoffs geschätzt.Namely, there is a correlative relationship between the catalyst bed temperature and the air-fuel ratio of the mixture in the reformer 20 , Accordingly, the catalyst bed temperature changes at the reformer reaction section 23 depending on the air-fuel ratio of the mixture in the reformer 20 , The catalyst bed temperature also changes depending on the amount of fuel supplied to the reformer 20 is fed. An increase in the amount of fuel used by the reformer 20 supplied, namely has an increase in the catalyst bed temperature result. Based on this tendency, a map ( 3 ) formed in advance, which is the correlative relationship between the catalyst bed temperature and the air-fuel ratio of the mixture in the reformer 20 according to the fuel injection quantity for the reformer 20 in the internal combustion engine 1 defined (especially corrected). The map that defines this correlative relationship is in the memory device from the ECU 50 saved. The use of this type of map then makes it possible to determine the air-fuel ratio of the mixture in the reformer 20 to appreciate exactly. In this way, the air-fuel ratio of the mixture in the reformer 20 from the catalyst bed temperature at the reformer reaction section 23 and the amount of that the reformer 20 supplied fuel estimated.
Nach
dem Schätzen
des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
von dem Gemisch bei dem Reformer 20 bestimmt dann die ECU 50,
ob der geschätzte
Wert von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis geringer als ein vorbestimmter
erster Grenzwert AFL ist (Schritt S20). Dieser erste Grenzwert AFL
wird beispielsweise auf einen Wert eingerichtet, der um einen vorbestimmten Betrag
(insbesondere einen vorbestimmten Prozentanteil) geringer als der
Sollwert für
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist,
das bei dem Schritt S12 bestimmt wird. Wenn die ECU 50 bei
dem Schritt S20 bestimmt, dass der geschätzte Wert von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis geringer
als der Grenzwert AFL ist, verringert die ECU 50 (geringfügig) die
Kraftstoffeinspritzmenge, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 15 eingespritzt
wird, entweder um einen Betrag entsprechend der Differenz zwischen
dem geschätzten
Wert von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem Grenzwert AFL
oder um einen vorbestimmten Betrag (Schritt S22). Als Folge ist
es möglich,
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in
dem Reformer 20 größer als
den Grenzwert AFL zu machen und es in die Nähe von dem Sollwert zu bringen
(ungefähr
5,0 in diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel).After estimating the air-fuel ratio of the mixture at the reformer 20 then determines the ECU 50 whether the estimated value of the air-fuel ratio is less than a predetermined first limit value AFL (step S20). This first limit value AFL is set, for example, to a value that is a predetermined amount (in particular a predetermined percentage) lower than the target value for the air-fuel ratio, which is determined in step S12. If the ECU 50 At step S20, determines that the estimated value of the air-fuel ratio is less than the limit value AFL, the ECU decreases 50 (Slightly) the fuel injection amount from the fuel injection valve 15 is injected, either by an amount corresponding to the difference between the estimated value of the air-fuel ratio and the limit value AFL, or by a predetermined amount (step S22). As a result, it is possible to change the air-fuel ratio in the reformer 20 to make it larger than the threshold AFL and bring it close to the target value (approximately 5.0 in this exemplary embodiment).
Wenn
andererseits die ECU 50 in dem Schritt S20 bestimmt, dass
der geschätzte
Wert von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis nicht geringer als der erste
Grenzwert AFL ist, bestimmt dann die ECU 50, ob der geschätzte Wert
von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als
ein vorbestimmter zweiter Grenzwert AFH ist (Schritt S24). Der zweite
Grenzwert AFH wird beispielsweise auf einen Wert eingerichtet, der um
einen vorbestimmten Betrag (insbesondere einen vorbestimmten Prozentanteil)
größer als
der Sollwert für
das in dem Schritt S12 bestimmte Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist.
Wenn die ECU 50 in dem Schritt S24 bestimmt, dass der geschätzte Wert
von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis
größer als
der Grenzwert AFH ist, erhöht
die ECU dann (geringfügig)
die Kraftstoffeinspritzmenge, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 15 eingespritzt
wird, um entweder einen Betrag entsprechend der Differenz zwischen
dem geschätzten
Wert von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem Grenzwert AFH
oder einen vorbestimmten Betrag (Schritt S26). Als Folge ist es
möglich,
das Luft-Kraftstoff- Verhältnis in
dem Reformer 20 geringer als den Grenzwert AFH zu machen
und es nahe an den Sollwert zu bringen (1 in diesem beispielhaften
Ausführungsbeispiel).On the other hand, if the ECU 50 Then, in step S20, determines that the estimated value of the air-fuel ratio is not less than the first limit value AFL, the ECU determines 50 whether the estimated value of the air-fuel ratio is larger than a predetermined second threshold AFH (step S24). The second limit value AFH is set, for example, to a value which is larger than the target value for the air-fuel ratio determined in step S12 by a predetermined amount (in particular a predetermined percentage). If the ECU 50 Then, in step S24, when the estimated value of the air-fuel ratio is larger than the threshold AFH, the ECU increases (slightly) the fuel injection amount from the fuel injection valve 15 is injected by either an amount corresponding to the difference between the estimated value of the air-fuel ratio and the threshold AFH or a predetermined amount (step S26). As a result, it is possible to change the air-fuel ratio in the reformer 20 to make it less than the threshold AFH and bring it close to the target value (1 in this exemplary embodiment).
Demgemäß wird das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
von dem Gemisch, das dem Reformerreaktionsabschnitt 23 von
dem Reformer 20 bei dem Verbrennungsmotor 1 zugeführt wird,
im Wesentlichen konstant auf der Grundlage der Katalysatorbetttemperatur
von dem Reformer 20 eingerichtet, die durch den Temperatursensor 12 erfasst
wird. Daher kann die Reformereffizienz von dem Reformer 20 innerhalb
eines gewünschten
Bereichs gut beibehalten werden. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Gemisch in der
Brennkammer 3 bei dem Verbrennungsmotor 1 kann
ebenso auf einen gewünschten
Wert eingerichtet werden. Daher ist es möglich, das tatsächliche Abgabedrehmoment
genau mit dem Solldrehmoment in Übereinstimmung
zu bringen. Wenn in dem Schritt S24 bestimmt wird, dass der geschätzte Wert
von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis
nicht größer als
der zweite Grenzwert AFH ist, wenn insbesondere AFL ≤ A/F ≤ AFH ist,
dann wird die Kraftstoffeinspritzmenge nicht korrigiert und wiederholt
die ECU 50 die Betriebe in den Schritten S10 bis S26 für die Zeitdauer,
mit der sich der Verbrennungsmotor 1 in dem Auslaufzustand
befindet.Accordingly, the air-fuel ratio of the mixture that the reforming reaction section 23 from the reformer 20 in the internal combustion engine 1 is supplied, essentially constant, based on the catalyst bed temperature from the reformer 20 set up by the temperature sensor 12 is recorded. Therefore, the reformer efficiency can be reduced by the reformer 20 well maintained within a desired range. The air-fuel ratio of the mixture in the combustion chamber 3 in the internal combustion engine 1 can also be set to a desired value. Therefore, it is possible to exactly match the actual output torque with the target torque. If it is determined in step S24 that the estimated value of the air-fuel ratio is not larger than the second limit value AFH, particularly if AFL A A / F AF AFH, then the fuel injection amount is not corrected and the ECU repeats 50 the operations in steps S10 to S26 for the period of time with which the internal combustion engine 1 is in the phase-out state.
Wie
vorstehend beschrieben ist, wird der Verbrennungsmotor 1 von
dem Fahrzeug C unter Verwendung eines Reformergases angetrieben,
das durch den Reformer 20 erzeugt wird. Jedoch verschlechtert
sich der Reformerkatalysator bei dem Reformerreaktionsabschnitt 23 von
dem Reformer 20 über
die Zeit. Wenn sich der Katalysator verschlechtert, verringert sich
die Konzentration von CO und H2 in dem Reformergas
ebenso, das durch den Reformerreaktionsabschnitt 23 erzeugt
wird. Für
diesen Fall ist es unmöglich,
dass das gewünschte
Drehmoment bei dem Verbrennungsmotor 1 erzeugt wird und können sich
die Abgasemissionen verschlechtern. Zum Bewirken, dass der Verbrennungsmotor 1 und das
Fahrzeug C stabil arbeiten, ist es notwendig, das Ausmaß einer
Verschlechterung von dem Reformerkatalysator bei dem Reformer 20 genau
zu bestimmen. Aufgrund dessen sind bei dem Fahrzeug C der Temperatursensor 12,
der bei dem Reformer 20 gelegen ist, und die ECU 50 ausgelegt,
so dass sie als Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsvorrichtung
funktionieren. Die ECU 50 dient als ein Bestimmungsabschnitt,
der eine in 4 gezeigte
Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsroutine
bei vorbestimmten Zeitintervallen ausführt, während der Reformer 20 arbeitet.As described above, the internal combustion engine 1 powered by the vehicle C using a reformer gas generated by the reformer 20 is produced. However, the reforming catalyst deteriorates in the reforming reaction section 23 from the reformer 20 over time. As the catalyst deteriorates, the concentration of CO and H 2 in the reformer gas also decreases, due to the reformer reaction section 23 is produced. In this case it is impossible that the desired torque in the internal combustion engine 1 is generated and the exhaust emissions can deteriorate. To cause the internal combustion engine 1 and the vehicle C is operating stably, it is necessary to understand the extent of deterioration from the reformer catalyst to the reformer 20 to determine exactly. Because of this, the temperature sensor is in the vehicle C. 12 who is with the reformer 20 and the ECU 50 designed to function as a reformer catalyst deterioration determining device. The ECU 50 serves as a determination section that is one in 4 shown reformer catalyst deterioration determination routine executes at predetermined time intervals while the reformer 20 is working.
Wie
in 4 gezeigt ist, richtet
bei der Zeitabstimmung, wenn die Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsroutine
ausgeführt
wird, die ECU 50 Bedingungen (insbesondere Parameter) von
dem Reformer 20, wie z. B. das Luft-Kraftstoff-Verhältnis und
eine Zufuhrmenge von dem dem Reformer 20 zuzuführenden
Gemisch, auf Werte ein, die bei der Katalysator-Verschlechterungsbestimmungsroutine
zu verwenden sind (richtet beispielsweise das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem Gemisch auf AFr und die Zufuhrmenge von dem Gemisch auf einen
vorbestimmten Wert ein) (Schritt S30). Die ECU 50 bestimmt
(erfasst) dann die Katalysatortemperatur bei dem Reformerreaktionsabschnitt 23 von
dem Reformer 20 (wie z. B. die Durchschnittstemperatur
von dem Reformerreaktionsabschnitt 23) auf der Grundlage
eines Signals, das von dem bei dem Reformer 20 gelegenen
Temperatursensor 12 aufgenommen wird (Schritt S32). Nach dem
Schätzen
der Katalysatorbetttemperatur bei dem Reformerreaktionsabschnitt 23 vergleicht
die ECU 50 die erfasste Katalysatorbetttemperatur mit einer
vorbestimmten Bezugstemperatur Tr (Schritt S34).As in 4 is shown, at the timing when the reforming catalyst deterioration determination routine is executed, the ECU 50 Conditions (especially parameters) from the reformer 20 , such as B. the air-fuel ratio and a supply amount of that to the reformer 20 mixture to be supplied, to values to be used in the catalyst deterioration determination routine (for example, sets the air-fuel ratio of the mixture to AFr and the supply amount of the mixture to a predetermined value) (step S30). The ECU 50 then determines (detects) the catalyst temperature at the reformer reaction section 23 from the reformer 20 (such as the average temperature from the reformer reaction section 23 ) based on a signal from that at the reformer 20 located temperature sensor 12 is recorded (step S32). After estimating the catalyst bed temperature at the reformer reaction section 23 compares the ECU 50 the detected catalyst bed temperature with a predetermined reference temperature Tr (step S34).
Es
gibt eine korrelative Beziehung zwischen der Katalysatorbetttemperatur
(insbesondere der Temperatur des Reformerkatalysators) und dem Ausmaß einer
Verschlechterung des Reformerkatalysators, wie in 5 gezeigt ist. 5 ist eine Grafik, die die Beziehung
zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem dem Reformer 20 zugeführten Gemisch und der Erhöhung der
Katalysatortemperatur (beispielsweise die Durchschnittstemperatur
von dem Reformerreaktionsabschnitt 23) während einer
Reformerreaktion. Wie aus der Zeichnung entnehmbar ist, verringert
sich dann, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem dem Reformer 20 zugeführten Gemisch
ein konstanter Wert AFr ist, die Katalysatorbetttemperatur-während einer
Reformerreaktion, wenn sich der Katalysator verschlechtert. Die
durchgezogene Linie in der Zeichnung zeigt den normal funktionierenden
(insbesondere nicht verschlechterten) Katalysator und die einzeln
und doppelt gestrichelten Linien in der Zeichnung zeigen die Katalysatorbetttemperatur,
wenn die Verschlechterung von dem Katalysator fortschreitet.There is a correlative relationship between the catalyst bed temperature (particularly the temperature of the reformer catalyst) and the extent of deterioration of the reformer catalyst, as in 5 is shown. 5 is a graph showing the relationship between the air-fuel ratio of that of the reformer 20 fed mixture and the increase in the catalyst temperature (e.g. the average temperature of the reformer reaction section 23 ) during a reform reaction. As can be seen from the drawing, the air-fuel ratio decreases when that of the reformer 20 supplied mixture is a constant value AFr, the catalyst bed temperature-during a reformer reaction when the catalyst deteriorates. The solid line in the drawing shows the normal functioning (especially not deteriorated) catalyst and the single and double dashed lines in the drawing show the catalyst bed temperature as the deterioration progresses from the catalyst.
Im
Hinblick darauf wird bei dem Fahrzeug C bei diesem beispielhaften
Ausführungsbeispiel
die Bezugstemperatur Tr im Voraus auf der Grundlage von Versuchsdaten
und dergleichen bestimmt. Die Bezugstemperatur Tr ist ein unterer
Grenzwert, mit dem es möglich
ist zu bestätigen,
dass der Reformerkatalysator normal arbeitet, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem dem Reformer 20 zugeführten Gemisch der Wert AFr
während
der Bestimmung zum Bestimmen ist, ob der Reformerkatalysator verschlechtert
ist (im Folgenden als „Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmung" bezeichnet). Die Bezugstemperatur
Tr wird in der Speichervorrichtung von der ECU 50 gespeichert.
Wenn die bei dem Schritt S32 geschätzte Katalysatorbetttemperatur niedriger
als die Bezugstemperatur Tr ist, bestimmt die ECU 50, dass
sich der Reformerkatalysator verschlechtert hat (Schritt S34), und
schaltet die ECU 50 eine vorbestimmte Warnleuchte 53,
die bei dem Fahrzeug C vorgesehen ist, in dem Schritt S36 ein. Alternativ
kann anstelle von oder zusätzlich
dazu, dass die ECU 50 die Warnleuchte einschaltet, die ECU 50 die
Tatsache, dass sich der Katalysator verschlechtert hat, in einem
vorbestimmten Bereich von der Speichervorrichtung aufzeichnen. Wenn
in dem Schritt S34 bestimmt wird, dass der geschätzte Wert von der Katalysatortemperatur
größer als
die Bezugstemperatur Tr ist, betrachtet die ECU 50 das
derart, dass das bedeutet, dass der Reformerkatalysator nicht verschlechtert
ist, und wartet dann, dass die Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsroutine
erneut ausgeführt
wird.In view of this, in the vehicle C in this exemplary embodiment, the reference temperature Tr is determined in advance based on test data and the like. The reference temperature Tr is a lower limit with which it is possible to confirm that the reformer catalyst is operating normally when the air-fuel ratio is different from that of the reformer 20 mixture is the value AFr during the determination to determine whether the reformer catalyst is deteriorated (hereinafter referred to as "reformer catalyst deterioration determination"). The reference temperature Tr is set in the storage device by the ECU 50 saved. If the catalyst bed temperature estimated in step S32 is lower than the reference temperature Tr, the ECU determines 50 that the reformer catalyst has deteriorated (step S34) and switches the ECU 50 a predetermined warning light 53 , which is provided to the vehicle C, in step S36. Alternatively, instead of or in addition to that, the ECU 50 the warning light turns on, the ECU 50 record the fact that the catalyst has deteriorated in a predetermined range from the storage device. When it is determined in step S34 that the estimated value from the catalyst temperature is larger than the reference temperature Tr, the ECU considers 50 that such that it means that the reformer catalyst is not deteriorated, and then waits for the reformer catalyst deterioration determination routine to be executed again.
Demgemäß bestimmt
die ECU 50 bei dem Fahrzeug C in diesem beispielhaften
Ausführungsbeispiel
das Ausmaß einer
Verschlechterung von dem Reformerkatalysator auf der Grundlage der durch
den Temperatursensor 12 erfassten Katalysatorbetttemperatur.
Ebenso kann die Katalysatorbetttemperatur bei dem Reformerreaktionsabschnitt 23 auch
relativ einfach und genau innerhalb verschiedener Parameter erfasst
werden, die sich auf den Reformerkatalysator beziehen. Daher ist
es bei dem Fahrzeug C in diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel
möglich,
genau zu bestimmen, ob der Reformerkatalysator bei dem Reformerreaktionsabschnitt 23 verschlechtert
ist. Des Weiteren ist der Temperatursensor bei dem Reformer 20 von
dem Fahrzeug C vorgesehen, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem
dem Reformerreaktionsabschnitt 23 zugeführten Gemisch auf der Grundlage
der Katalysatorbetttemperatur einzurichten. Das beseitigt den Bedarf nach
dem getrennten Vorsehen eines bestimmten Temperatursensors zum Bestimmen,
ob der Reformerkatalysator verschlechtert ist, was wiederum ermöglicht,
dass ein Kostenanstieg und dergleichen so klein wie möglich gehalten
werden, während
es noch möglich
ist, zu bestimmen, ob der Reformerkatalysator verschlechtert ist.Accordingly, the ECU determines 50 in the vehicle C in this exemplary embodiment, the extent of deterioration from the reformer catalyst based on that by the temperature sensor 12 detected catalyst bed temperature. Likewise, the catalyst bed temperature in the reformer reaction section 23 can also be detected relatively easily and precisely within various parameters relating to the reformer catalyst. Therefore, in the vehicle C in this exemplary embodiment, it is possible to accurately determine whether the refor mercury catalyst at the reformer reaction section 23 is deteriorated. Furthermore, the temperature sensor is at the reformer 20 provided by the vehicle C to adjust the air-fuel ratio of the reformer reaction section 23 feed mixture based on the catalyst bed temperature. This eliminates the need to separately provide a particular temperature sensor to determine whether the reformer catalyst is degraded, which in turn enables cost increases and the like to be kept as small as possible while still being able to determine whether the reformer catalyst is degraded ,
In
diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel
kann der Temperatursensor 12 ebenso an dem Hauptkörper 21 (an
der Innenseite von dem Luft-Kraftstoff-Mischabschnitt 22)
an einem Ort stromaufwärts
von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 montiert sein, wie
in 6 gezeigt ist. Die
Katalysatorbetttemperatur (beispielsweise die Durchschnittstemperatur)
von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 kann ebenso aus dem
Erfassungswert von dem Temperatursensor 12 geschätzt werden,
der stromaufwärts
von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 gelegen ist. Alternativ
kann der Temperatursensor 12 in der Nähe eines zentralen Abschnitts
in der Richtung einer Strömung
von dem Luft-Kraftstoff-Gemisch
von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 montiert sein und
verwendet werden, um die Temperatur von dem Reformerkatalysator
direkt zu messen (zu erfassen).In this exemplary embodiment, the temperature sensor 12 also on the main body 21 (on the inside of the air-fuel mixing section 22 ) at a location upstream of the reformer reaction section 23 be mounted as in 6 is shown. The catalyst bed temperature (e.g. the average temperature) from the reformer reaction section 23 can also from the detection value from the temperature sensor 12 estimated upstream of the reformer reaction section 23 is located. Alternatively, the temperature sensor 12 near a central portion in the direction of flow of the air-fuel mixture from the reformer reaction portion 23 mounted and used to measure (sense) the temperature from the reformer catalyst directly.
8 ist eine Grafik, die ein
abgewandeltes Beispiel von dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt. Typischerweise sinkt die Reaktivität von dem
Kraftstoff- und Luft-Gemisch in dem Reformerkatalysator ab, wenn
sich der Reformerkatalysator verschlechtert. Daher wird bei diesem abgewandelten
Beispiel die Rate der Erhöhung
der Temperatur (insbesondere die Rate einer Temperaturänderung)
an einem bestimmten Ort von dem Reformerkatalysator gemessen, nachdem
begonnen wurde, das Luft-Kraftstoff-Gemisch zuzuführen. In 8 zeigt eine Zeit t0 den
Start der Gemischzufuhr und die Zeit an, bei der die Temperatur
beginnt anzusteigen. Unter den gleichen Betriebsbedingungen ist die
Rate der Temperaturerhöhung
an einem bestimmten Ort von dem Reformerkatalysator dann, wenn der
Reformerkatalysator verschlechtert ist (siehe die gestrichelte Linie
in der Zeichnung), geringer, als wenn der Katalysator normal arbeitet
(siehe durchgezogene Linie in der Zeichnung). 8th Fig. 12 is a graph showing a modified example of the first exemplary embodiment of the invention. Typically, the reactivity of the fuel and air mixture in the reformer catalyst drops as the reformer catalyst deteriorates. Therefore, in this modified example, the rate of temperature increase (particularly the rate of temperature change) at a particular location is measured by the reformer catalyst after the air-fuel mixture is started to be supplied. In 8th a time t0 indicates the start of the mixture supply and the time at which the temperature begins to rise. Under the same operating conditions, the rate of temperature increase at a particular location from the reformer catalyst when the reformer catalyst is degraded (see the dashed line in the drawing) is lower than when the catalyst is operating normally (see solid line in the drawing).
Daher
kann anstelle der Bestimmung des Ausmaßes einer Verschlechterung
von dem Reformerkatalysator gemäß dem in 4 dargestellten Verfahren
die Rate einer Verschlechterung von dem Reformerkatalysator ebenso
auf der Grundlage der Rate der Erhöhung der Katalysatorbetttemperatur (beispielsweise
der Durchschnittstemperatur von dem Reformerreaktionsabschnitt 23)
bestimmt werden, nachdem begonnen wurde, das Luft-Kraftstoff-Gemisch
zu dem Reformerkatalysator zuzuführen.
Für diesen
Fall kann bestimmt werden, dass sich der Reformerkatalysator verschlechtert
hat, wenn die Rate der Erhöhung
der Katalysatorbetttemperatur langsamer als eine vorbestimmte Rate
ist. Demgemäß ist es
möglich,
einfach und genau zu bestimmen, ob der Reformerkatalysator verschlechtert
ist.Therefore, instead of determining the extent of deterioration of the reformer catalyst according to the one in 4 The illustrated methods depict the rate of deterioration from the reformer catalyst also based on the rate of increase in catalyst bed temperature (e.g., the average temperature of the reformer reaction section 23 ) can be determined after starting to supply the air-fuel mixture to the reformer catalyst. In this case, it can be determined that the reformer catalyst has deteriorated when the rate of increasing the catalyst bed temperature is slower than a predetermined rate. Accordingly, it is possible to easily and accurately determine whether the reforming catalyst is deteriorated.
Wenn
dieses Verfahren bei dem Fahrzeug C angewendet wird, schätzt die
ECU 50 die Katalysatorbetttemperatur an dem Reformerreaktionsabschnitt 23 auf
der Grundlage eines Signals, das von dem Temperatursensor 12 aufgenommen
wird, an einem Punkt (insbesondere bei einer Zeit t1 in 8), nachdem eine vorbestimmte
Zeitdauer von der Zeit t0 abgelaufen ist, der dann ist, wenn begonnen
wurde, das Gemisch zu dem Reformerkatalysator zuzuführen. Die
ECU 50 bestimmt dann, ob die geschätzte Katalysatorbetttemperatur
geringer als eine vorbestimmte Temperatur Ts ist. Wenn der geschätzte Wert
von der Katalysatorbetttemperatur geringer als die Temperatur Ts
zu der Zeit t1 ist, bestimmt die ECU 50, dass der Reformerreaktionsabschnitt 23 verschlechtert
ist.When this method is applied to the vehicle C, the ECU estimates 50 the catalyst bed temperature at the reformer reaction section 23 based on a signal from the temperature sensor 12 is recorded at a point (especially at a time t1 in 8th ) after a predetermined period of time has elapsed from time t0, which is when the mixture has started to be supplied to the reformer catalyst. The ECU 50 then determines whether the estimated catalyst bed temperature is less than a predetermined temperature Ts. If the estimated value from the catalyst bed temperature is less than the temperature Ts at time t1, the ECU determines 50 that the reformer reaction section 23 is deteriorated.
Die
Bestimmung, ob die Rate der Erhöhung der
Katalysatorbetttemperatur geringer als eine vorbestimmte Rate ist,
kann ebenso auch gemäß dem folgenden
Verfahren durchgeführt
werden. Für
diesen Fall beginnt die ECU 50 die Zufuhr des Gemischs bei
der Zeit t0. Die ECU 50 schätzt dann die Katalysatorbetttemperatur
bei dem Reformerreaktionsabschnitt 23 auf der Grundlage
eines von dem Temperatursensor 12 empfangenen Signals und
misst die Zeit, die benötigt
ist, dass der geschätzte
Wert von der Katalysatortemperatur die vorbestimmte Temperatur Ts
von der Zeit t0 erreicht. Bei dem Punkt, wenn der geschätzte Wert
von der Katalysatortemperatur die Temperatur Ts erreicht, bestimmt
die ECU 50, ob die Zeit, die benötigt war, dass der geschätzte Wert von
der Katalysatortemperatur die Temperatur Ts von der Zeit t0 erreicht,
größer als
eine vorbestimmte Bezugszeit ist (insbesondere t1 – t0 in
dem in 8 gezeigten Beispiel).
Die ECU 50 bestimmt, dass der Reformerkatalysator verschlechtert
ist, wenn die Zeit, die benötigt
ist, dass der geschätzte
Wert von der Katalysatortemperatur die Temperatur Ts erreicht, nachdem
begonnen wurde, das Gemisch zuzuführen, größer als die Bezugszeit ist.The determination of whether the rate of increase in catalyst bed temperature is less than a predetermined rate can also be made according to the following method. In this case the ECU starts 50 the supply of the mixture at time t0. The ECU 50 then estimates the catalyst bed temperature at the reformer reaction section 23 based on one from the temperature sensor 12 received signal and measures the time required for the estimated value from the catalyst temperature to reach the predetermined temperature Ts from the time t0. At the point when the estimated value from the catalyst temperature reaches the temperature Ts, the ECU determines 50 that the time required for the estimated value from the catalyst temperature to reach the temperature Ts from the time t0 is greater than a predetermined reference time (especially t1 - t0 in the in 8th example shown). The ECU 50 determines that the reformer catalyst is deteriorated when the time required for the estimated value from the catalyst temperature to reach the temperature Ts after starting to supply the mixture is longer than the reference time.
(Zweites beispielhaftes
Ausführungsbeispiel)(Second exemplary
Embodiment)
Ein
zweites beispielhaftes Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 9 bis 12 beschrieben. Die Elemente in dem zweiten
beispielhaften Ausführungsbeispiel,
die die gleichen wie diejenigen in dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel
sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und überflüssige Beschreibungen
von diesen werden weggelassen.A second exemplary embodiment of the invention is described below with reference to FIG 9 to 12 described. The elements in the second exemplary embodiment Examples that are the same as those in the first exemplary embodiment are denoted by the same reference numerals, and unnecessary descriptions thereof are omitted.
Die
Teiloxidationsreaktion in dem vorstehend genannten Ausdruck 1,
die bei dem Reformerreaktionsabschnitt 23 von dem Reformer 20 gemäß der Erfindung
fortschreitet, schreitet mit einer extrem schnellen Rate voran.
Wenn daher der Reformerkatalysator nicht verschlechtert ist (insbesondere
wenn der Reformerkatalysator normal arbeitet), reagiert ein großer Teil
von dem Gemisch von dem Kraftstoff und der Luft an dem Endabschnitt
an der stromaufwärtigen
Seite in die Richtung der Strömung
von dem Gemisch (insbesondere an dem „stromaufwärtigen Bereich") von dem Reformerkatalysator.
Daher ist bei einem Reformerkatalysator, der nicht verschlechtert ist
(durch die durchgezogene Linie in 9 gezeigt), die
Temperatur an dem stromabwärtigen
Endabschnitt (insbesondere dem stromabwärtigen Bereich) von dem Reformerkatalysator
niedriger als an dem stromaufwärtigen
Endabschnitt während
einer Reformerreaktion.The partial oxidation reaction in the above expression 1 that at the reformer reaction section 23 from the reformer 20 advances according to the invention advances at an extremely fast rate. Therefore, if the reformer catalyst is not deteriorated (especially when the reformer catalyst is operating normally), a large part of the mixture of the fuel and the air at the end portion on the upstream side reacts in the direction of flow of the mixture (especially on the "upstream Area ") of the reformer catalyst. Therefore, for a reformer catalyst that is not deteriorated (by the solid line in FIG 9 shown), the temperature at the downstream end section (in particular the downstream region) of the reformer catalyst is lower than at the upstream end section during a reformer reaction.
Bei
sich erstreckender Verwendung beginnt der stromaufwärtige Endabschnitt
von dem Reformerkatalysator zuerst sich zu verschlechtern. Als Folge
beginnt das Gemisch von Kraftstoff und Luft an dem stromabwärtigen Bereich
(Endabschnitt) in die Richtung von der Strömung von dem Gemisch von dem
Reformerkatalysator zu reagieren. Beim Vergleichen eines Reformerkatalysators,
der nicht verschlechtert ist (durch die durchgezogene Linie in 9 gezeigt) und eines Reformerkatalysators,
der verschlechtert ist (durch die gestrichelte Linie in 9 gezeigt) unter den gleichen
Betriebsbedingungen von dem Reformer 20 ist es 9 entnehmbar, dass die Temperatur
an einem bestimmten Ort an der stromabwärtigen Seite von dem verschlechterten
Reformerkatalysator während
der Reformerreaktion höher
ist als an demselben Ort bei dem Reformerkatalysator, der normal
arbeitet.With extended use, the upstream end portion of the reformer catalyst begins to deteriorate first. As a result, the mixture of fuel and air at the downstream region (end portion) starts to react in the direction of the flow of the mixture from the reformer catalyst. When comparing a reformer catalyst that is not deteriorated (by the solid line in 9 shown) and a reformer catalyst that is deteriorated (by the dashed line in 9 shown) under the same operating conditions by the reformer 20 is it 9 it can be seen that the temperature at a certain location on the downstream side of the deteriorated reformer catalyst during the reformer reaction is higher than at the same location on the reformer catalyst that is operating normally.
Im
Hinblick darauf wird gemäß diesem
beispielhaften Ausführungsbeispiel
die Temperatur an dem Endabschnitt an der stromabwärtigen Seite
in die Richtung der Strömung
von dem Gemisch von dem Reformerkatalysator (insbesondere dem Reformerreaktionsabschnitt 23)
durch den Temperatursensor 12 (siehe 1) erfasst, der stromabwärts von dem
Reformerreaktionsabschnitt 23 vorgesehen ist. Die Rate
einer Verschlechterung von dem Reformerkatalysator kann dann auf
der Grundlage der erfassten Temperatur von dem stromabwärtigen Endabschnitt
von dem Reformerkatalysator bestimmt werden.In view of this, according to this exemplary embodiment, the temperature at the end portion on the downstream side in the direction of the flow of the mixture from the reformer catalyst (particularly the reformer reaction portion 23 ) by the temperature sensor 12 (please refer 1 ) detected downstream of the reformer reaction section 23 is provided. The rate of deterioration from the reformer catalyst can then be determined based on the sensed temperature from the downstream end portion of the reformer catalyst.
In
diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel
richtet bei der Zeitabstimmung, wenn die Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsroutine
ausgeführt
wird, die ECU 50 Betriebsbedingungen (insbesondere Parameter)
von dem Reformer 20, wie zum Beispiel das Luft-Kraftstoff-Verhältnis und
die Zufuhrmenge des Gemischs, das dem Reformer 20 zuzuführen ist,
auf Werte ein, die bei der Katalysator-Verschlechterungsbestimmungsroutine
zu verwenden sind (richtet beispielsweise das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem Gemisch auf AFr und die Zufuhrmenge von dem Gemisch auf einen vorbestimmten
Wert) wie in 10 gezeigt
ist (Schritt S40). Die ECU 50 erfasst (schätzt) dann
die Temperatur an dem stromabwärtigen
Endabschnitt (einer Position, die um einen vorbestimmten Abstand von
dem am weitesten stromaufwärts
gelegenen Ende von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 entfernt
liegt) von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 (insbesondere
dem Reformerkatalysator) auf der Grundlage eines Signals, das von
dem Temperatursensor 12 aufgenommen wird, der an dem Reformer 20 gelegen
ist (Schritt S42). Nach dem Erfassen der Temperatur von dem stromabwärtigen Endabschnitt von
dem Reformerreaktionsabschnitt 23 vergleicht die ECU 50 die erfasste
Temperatur von dem stromabwärtigen
Endabschnitt mit einer vorbestimmten Bezugstemperatur Tr' (Schritt S44). Die
Bezugstemperatur Tr' wird
im Voraus auf der Grundlage von Versuchsdaten und dergleichen als
eine Temperatur von dem stromabwärtigen
Endabschnitt bestimmt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Gemisch, das dem
Reformer 20 zugeführt
wird, der Wert AFr während
der Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmung ist, und bestätigt wurde,
dass der Reformerkatalysator normal arbeitet. Die Bezugstemperatur
Tr' wird in der
Speichervorrichtung von der ECU 50 gespeichert.In this exemplary embodiment, when the reformer catalyst deterioration determination routine is executed, the ECU directs the ECU 50 Operating conditions (especially parameters) from the reformer 20 such as the air-fuel ratio and the amount of the mixture supplied to the reformer 20 is to be set to values to be used in the catalyst deterioration determination routine (for example, directs the air-fuel ratio of the mixture to AFr and the supply amount of the mixture to a predetermined value) as in FIG 10 is shown (step S40). The ECU 50 then detects (estimates) the temperature at the downstream end portion (a position that is a predetermined distance from the most upstream end from the reformer reaction portion 23 is distant) from the reformer reaction section 23 (especially the reformer catalyst) based on a signal from the temperature sensor 12 is added to the reformer 20 is located (step S42). After detecting the temperature from the downstream end section from the reformer reaction section 23 compares the ECU 50 the detected temperature from the downstream end portion with a predetermined reference temperature Tr '(step S44). The reference temperature Tr 'is determined in advance based on experimental data and the like as a temperature from the downstream end portion when the air-fuel ratio of the mixture that the reformer 20 is supplied, the value is AFr during the reformer catalyst deterioration determination, and it has been confirmed that the reformer catalyst is operating normally. The reference temperature Tr 'is set in the memory device by the ECU 50 saved.
Wenn
die Temperatur von dem stromabwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 höher als
die Bezugstemperatur Tr, bestimmt die ECU 50, dass der
Reformerkatalysator verschlechtert ist (Schritt S44), und schaltet
die vorbestimmte Warnleuchte 53 ein, die an dem Fahrzeug C
vorgesehen ist (Schritt S46). Wenn andererseits in dem Schritt S44
bestimmt wird, dass die Temperatur von dem stromabwärtigen Endabschnitt
von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 niedriger als die
Bezugstemperatur Tr ist, betrachtet die ECU 50 es so, dass es
bedeutet, dass der Reformerkatalysator nicht verschlechtert ist,
und wartet dann, dass die Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsroutine erneut
ausgeführt
wird. Demgemäß ist es
ebenso möglich,
zuverlässig
zu erfassen, ob der Reformerkatalysator verschlechtert ist, durch
Bestimmen des Ausmaßes
einer Verschlechterung von dem Reformerkatalysator auf der Grundlage
der Temperatur von dem stromabwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 (insbesondere
dem Reformerkatalysator).When the temperature from the downstream end portion of the reformer reaction portion 23 higher than the reference temperature Tr, determines the ECU 50 that the reformer catalyst is deteriorated (step S44), and turns on the predetermined warning lamp 53 that is provided on the vehicle C (step S46). On the other hand, when it is determined in step S44 that the temperature is from the downstream end portion of the reformer reaction portion 23 is lower than the reference temperature Tr, the ECU considers 50 it means that the reformer catalyst is not deteriorated and then waits for the reformer catalyst deterioration determination routine to be executed again. Accordingly, it is also possible to reliably detect whether the reformer catalyst is deteriorated by determining the degree of deterioration from the reformer catalyst based on the temperature from the downstream end portion of the reformer reaction portion 23 (especially the reformer catalyst).
Wenn
der Reformerkatalysator verschlechtert ist, so dass die Reformerreaktion
beginnt, an dem stromabwärtigen Endabschnitt
von dem Reformerkatalysator aufzutreten, erhöht sich die Temperatur von dem
stromabwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerkatalysator, wie vorstehend beschrieben
ist, bis sie einen Spitzenwert Tp erreicht, wie in 11 gezeigt ist. Daher kann in dem Schritt
S44 in 10 ebenso bestimmt
werden, ob die Temperatur von dem stromabwärtigen Endabschnitt von dem
Reformerreaktionsabschnitt 23 oberhalb von einer Temperatur
T1 liegt, die eine vorbestimmte Temperatur ist, die beispielsweise
niedriger als der Spitzenwert Tp ist. Wenn für diesen Fall die Temperatur
oberhalb von der Temperatur T1 liegt, die eine vorbestimmte Temperatur
ist, die beispielsweise niedriger als der Spitzenwert Tp ist, wird
der gesamte Reformerkatalysator so betrachtet, dass er sich verschlechtert
hat.As described above, when the reformer catalyst deteriorates so that the reformer reaction starts to occur at the downstream end portion of the reformer catalyst, the temperature from the downstream end portion of the reformer catalyst increases until it reaches a peak value Tp 11 is shown. Therefore, in step S44 in 10 also determine whether the temperature from the downstream end portion of the reformer reaction portion 23 is above a temperature T1 which is a predetermined temperature which is, for example, lower than the peak value Tp. In this case, if the temperature is above the temperature T1, which is a predetermined temperature, for example, lower than the peak value Tp, the entire reforming catalyst is considered to have deteriorated.
Wenn
die Reformerreaktion beginnt, an dem stromabwärtigen Endabschnitt von dem
Reformerkatalysator aufzutreten, verschlechtert sich der stromabwärtige Endabschnitt
von dem Reformerkatalysator ebenso über die Zeit. Wie in 11 gezeigt ist, beginnt
nach dem Erreichen des Spitzenwerts Tp die Temperatur von dem stromabwärtigen Endabschnitt von
dem Reformerkatalysator zu fallen. Unter Berücksichtigung dessen kann die
Temperatur von dem stromabwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerkatalysator, die durch den Temperatursensor 12 erfasst wird, überwacht
werden und kann der gesamte Reformerkatalysator als verschlechtert
betrachtet werden, wenn nach dem Erreichen des Spitzenwerts Tp die
Temperatur von dem stromabwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerkatalysator dann um eine vorbestimmte
Temperatur ΔTemperatur
von dem Spitzenwert Tp abfällt
(insbesondere wenn die Temperatur auf eine Temperatur T2 in 11 gefallen ist).When the reformer reaction begins to occur at the downstream end portion of the reformer catalyst, the downstream end portion of the reformer catalyst also deteriorates over time. As in 11 is shown, after reaching the peak value Tp, the temperature starts to drop from the downstream end portion of the reformer catalyst. With this in mind, the temperature from the downstream end portion of the reformer catalyst can be determined by the temperature sensor 12 is detected, monitored, and the entire reformer catalyst can be considered deteriorated if, after reaching the peak value Tp, the temperature from the downstream end section of the reformer catalyst then drops by a predetermined temperature ΔTemperature from the peak value Tp (especially when the temperature reaches a temperature T2 in 11 fell).
Wenn
des Weiteren, wie in 11 gezeigt ist,
der stromabwärtige
Endabschnitt von dem Reformerkatalysator sich mit einem bestimmten
Ausmaß verschlechtert
hat, fällt
die Temperatur von dem stromabwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerkatalysator unter einen unteren Grenzwert
T3, oberhalb von welchem der Reformerkatalysator als normal arbeitend
betrachtet wird. Demgemäß kann die
Temperatur von dem stromabwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerkatalysator, die durch den Temperatursensor 12 erfasst
wird, überwacht
werden und kann der gesamte Reformerkatalysator an dem Punkt als verschlechtert
betrachtet werden, wenn die Temperatur von dem stromabwärtigen Endabschnitt
von dem Reformerkatalysator unter den unteren Grenzwert T3 fällt.If further, as in 11 that the downstream end portion of the reformer catalyst has deteriorated to a certain extent, the temperature from the downstream end portion of the reformer catalyst falls below a lower limit T3 above which the reformer catalyst is considered to be operating normally. Accordingly, the temperature from the downstream end portion of the reformer catalyst can be controlled by the temperature sensor 12 is detected, monitored, and the entire reformer catalyst may be considered deteriorated at the point when the temperature from the downstream end portion of the reformer catalyst falls below the lower limit T3.
Diese
Verfahren ermöglichen
ebenso eine einfache und genaue Bestimmung hinsichtlich der Tatsache,
ob der Reformerkatalysator verschlechtert ist. Der Temperatursensor 12 kann
ebenso an dem Reformer 20 angeordnet sein, wie in 20 gezeigt ist, und die Temperatur von
dem stromabwärtigen Endabschnitt
von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 (insbesondere dem
Reformerkatalysator) kann direkt durch den Temperatursensor 12 gemessen
(erfasst) werden.These methods also allow easy and accurate determination as to whether the reformer catalyst is deteriorated. The temperature sensor 12 can also at the reformer 20 be arranged as in 20 and the temperature from the downstream end portion of the reformer reaction portion 23 (especially the reformer catalyst) can directly through the temperature sensor 12 be measured (recorded).
(Drittes beispielhaftes
Ausführungsbeispiel)(Third exemplary
Embodiment)
Ein
drittes beispielhaftes Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 13 und 14 beschrieben. Die Elemente in dem dritten
beispielhaften Ausführungsbeispiel,
die die gleichen wie diejenigen in dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel
sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und überflüssige Beschreibungen
von diesen werden weggelassen.A third exemplary embodiment of the invention is described below with reference to FIG 13 and 14 described. The elements in the third exemplary embodiment that are the same as those in the first exemplary embodiment are given the same reference numerals, and unnecessary descriptions thereof are omitted.
Bei
dem Reformer 20, der ein Reformergas, das CO und H2 enthält,
durch die in dem Ausdruck 1 gezeigte Teiloxidationsreaktion
erzeugt, erhöht
sich die Katalysatorbetttemperatur (beispielsweise die Durchschnittstemperatur
von dem Reformerreaktionsabschnitt 23), wenn das dem Reformerkatalysator
zuzuführende
Gemisch magerer als ein vorbestimmtes Verhältnis wird (insbesondere wenn
der Wert von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Gemisch an einem
gegebenen Punkt größer wird
als es vorhergehend war). Wenn für
diesen Fall der Reformerkatalysator verschlechtert ist, wird die
Rate der Erhöhung
der Katalysatorbetttemperatur, nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Gemisch geändert wird,
langsamer (wie durch die gestrichelte Linie in 13 gezeigt ist) als es wäre, wenn
der Reformerkatalysator normal arbeitet (wie durch die durchgezogene
Linie in der gleichen Zeichnung gezeigt ist).With the reformer 20 which is a reformer gas containing CO and H 2 by the in the expression 1 produces the partial oxidation reaction shown, the catalyst bed temperature increases (e.g. the average temperature of the reformer reaction section 23 ) when the mixture to be supplied to the reformer catalyst becomes leaner than a predetermined ratio (especially when the value of the air-fuel ratio of the mixture at a given point becomes larger than it was before). In this case, if the reformer catalyst deteriorates, the rate of increase in the catalyst bed temperature after the air-fuel ratio is changed from the mixture becomes slower (as shown by the broken line in FIG 13 as if the reformer catalyst were operating normally (as shown by the solid line in the same drawing).
Wenn
das Gemisch in dem Reformer, das dem Reformerkatalysator 20 zuzuführen ist,
fetter als ein vorbestimmtes Verhältnis wird (insbesondere wenn
der Wert von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Gemisch an einem
gegebenen Punkt geringer wird als es vorhergehend war), verringert
sich die Katalysatorbetttemperatur (beispielsweise die Durchschnittstemperatur
von dem Reformerreaktionsabschnitt 23). Wenn für diesen
Fall der Reformerkatalysator verschlechtert ist, ist die Verringerung
der Katalysatorbetttemperatur, nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem Gemisch geändert
wird, schneller (wie durch eine doppelt gestrichelte Linie in 13 gezeigt ist), als sie
wäre, wenn
der Reformerkatalysator normal arbeitet (wie durch die durchgezogene
Linie in der gleichen Zeichnung gezeigt ist).When the mixture in the reformer that the reformer catalyst 20 is richer than a predetermined ratio (especially when the value of the air-fuel ratio of the mixture at a given point becomes lower than it was before), the catalyst bed temperature (e.g., the average temperature of the reformer reaction section) decreases 23 ). In this case, if the reformer catalyst is deteriorated, the decrease in the catalyst bed temperature after the air-fuel ratio is changed from the mixture is faster (as shown by a double dashed line in FIG 13 as if the reformer catalyst were operating normally (as shown by the solid line in the same drawing).
Unter
Berücksichtigung
dieser Tatsache wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch,
das dem Reformer 20 zuzuführen ist, beispielsweise abwechselnd
mager und fett bei vorbestimmten Zeitintervallen gemacht. Demgemäß ist es
möglich,
eine Verschlechterung von dem Reformerkatalysator durch Bestimmen
des Ausmaßes
einer Verschlechterung von dem Reformerkatalysator auf der Grundlage
der Rate einer Erhöhung
oder Verringerung der Katalysatorbetttemperatur genau zu erfassen,
nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
von dem Gemisch geändert
wurde.Taking this into account, the air-fuel mixture that the reformer 20 is to be fed, for example alternately lean and made bold at predetermined time intervals. Accordingly, it is possible to accurately detect deterioration from the reformer catalyst by determining the degree of deterioration from the reformer catalyst based on the rate of increase or decrease in the catalyst bed temperature after the air-fuel ratio of the mixture is changed.
Wenn
dieses Verfahren bei dem Fahrzeug C angewendet wird, steuert die
ECU 50 den Öffnungsbetrag
von dem Durchflussrateneinstellventil 11 und die Kraftstoffeinspritzmenge,
die von dem Kraftstoffeinspritzventil 15 eingespritzt wird,
bei der Zeitabstimmung zum Ausführen
der Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsroutine,
um das dem Reformer 20 zugeführte Gemisch mager (oder fett)
zu machen. An dem Punkt, wenn die vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen
ist, nachdem das Gemisch für
den Reformerkatalysator mager (oder fett) gemacht wurde, schätzt die
ECU 50 die Katalysatorbetttemperatur auf der Grundlage
eines Signals, das von dem Temperatursensor 12 empfangen
wird. Die ECU 50 bestimmt dann, ob die geschätzte Katalysatorbetttemperatur
an dem Reformerreaktionsabschnitt 23 geringer als eine
vorbestimmte Temperatur ist. Wenn der geschätzte Wert von der Katalysatorbetttemperatur
geringer als die vorbestimmte Temperatur ist, bestimmt die ECU 50,
dass der Reformerkatalysator verschlechtert ist.When this method is applied to the vehicle C, the ECU controls 50 the opening amount from the flow rate adjustment valve 11 and the fuel injection amount from the fuel injection valve 15 is injected at the timing of executing the reformer catalyst deterioration determination routine by the reformer 20 make fed mixture lean (or fat). At the point when the predetermined period of time has passed after the mixture for the reformer catalyst has been made lean (or rich), the ECU estimates 50 the catalyst bed temperature based on a signal from the temperature sensor 12 Will be received. The ECU 50 then determines whether the estimated catalyst bed temperature at the reformer reaction section 23 is less than a predetermined temperature. If the estimated value from the catalyst bed temperature is less than the predetermined temperature, the ECU determines 50 that the reformer catalyst is deteriorated.
Die
Bestimmung in diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel, ob der Reformerkatalysator verschlechtert
ist, kann gemäß dem folgenden
Verfahren durchgeführt
werden. Für
diesen Fall steuert die ECU 50 ebenso den Öffnungsbetrag
von dem Durchflussrateneinstellventil 11 und die Kraftstoffeinspritzmenge,
die von dem Kraftstoffeinspritzventil 15 eingespritzt wird,
mit der Zeitabstimmung zum Ausführen
der Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsroutine,
um das dem Reformer 20 zugeführte Gemisch mager (oder fett)
zu machen. Die ECU 50 schätzt dann die Katalysatorbetttemperatur an
dem Reformerreaktionsabschnitt 23 auf der Grundlage eines
von dem Temperatursensor 12 aufgenommenen Signals und misst
die Zeit, die benötigt ist,
dass der geschätzte
Wert von der Katalysatortemperatur eine vorbestimmte Temperatur
erreicht, nachdem das dem Reformer 20 zugeführte Gemisch mager
oder fett gemacht wurde. An dem Punkt, an dem der geschätzte Wert
von der Katalysatortemperatur die vorbestimmte Temperatur erreicht,
vergleicht die ECU 50 die Zeit, die benötigt wurde, dass der geschätzte Wert
von der Katalysatortemperatur die vorbestimmte Temperatur erreicht,
von der Zeit, zu der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Gemisch geändert wurde,
mit einer vorbestimmten Bezugszeit.The determination in this exemplary embodiment whether the reformer catalyst is degraded can be made according to the following method. In this case, the ECU controls 50 also the opening amount from the flow rate adjustment valve 11 and the fuel injection amount from the fuel injection valve 15 is injected with the timing for executing the reformer catalyst deterioration determination routine to that of the reformer 20 make fed mixture lean (or fat). The ECU 50 then estimates the catalyst bed temperature at the reformer reaction section 23 based on one from the temperature sensor 12 recorded signal and measures the time required for the estimated value of the catalyst temperature to reach a predetermined temperature after that of the reformer 20 fed mixture was made lean or rich. At the point where the estimated value from the catalyst temperature reaches the predetermined temperature, the ECU compares 50 the time required for the estimated value from the catalyst temperature to reach the predetermined temperature, from the time when the air-fuel ratio of the mixture was changed with a predetermined reference time.
Wenn
dann, wenn das Gemisch für
den Reformer 20 mager gemacht wurde, die Zeit, die benötigt ist,
dass der geschätzte
Wert der Katalysatortemperatur die vorbestimmte Temperatur erreicht
(insbesondere auf diese ansteigt), nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem Gemisch geändert
wurde, größer als
die Bezugszeit ist, ist dann die Rate der Erhöhung der Katalysatorbetttemperatur
langsamer als sie wäre,
wenn der Reformerkatalysator normal arbeiten würde. Daher kann bestimmt werden,
dass der Reformerkatalysator verschlechtert ist. Wenn unterdessen
dann, wenn das Gemisch für
den Reformer 20 fett gemacht wurde, die Zeit, die benötigt ist, dass
der geschätzte
Wert von der Katalysatortemperatur die vorbestimmte Temperatur erreicht
(insbesondere auf diese abfällt),
nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
von dem Gemisch geändert
wurde, geringer als die Bezugszeit ist, ist dann die Rate der Verringerung
der Katalysatorbetttemperatur schneller als sie wäre, wenn
der Reformerkatalysator normal arbeiten würde. Daher kann bestimmt werden, dass
der Reformerkatalysator verschlechtert ist.If so, when the mixture for the reformer 20 has been made lean, the time required for the estimated value of the catalyst temperature to reach (especially increase to) the predetermined temperature after the air-fuel ratio of the mixture is changed to be longer than the reference time Rate of increase in catalyst bed temperature would be slower than if the reformer catalyst were operating normally. Therefore, it can be determined that the reformer catalyst is deteriorated. If, meanwhile, if the mixture for the reformer 20 is made rich, the time required for the estimated value from the catalyst temperature to reach (particularly drop to) the predetermined temperature after the air-fuel ratio of the mixture is changed is less than the reference time the rate of reduction in catalyst bed temperature would be faster than if the reformer catalyst were operating normally. Therefore, it can be determined that the reformer catalyst is deteriorated.
14 ist ein Zeitdiagramm,
das ein abgewandeltes Beispiel von dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt. Wenn das Gemisch in dem Reformer 20,
das dem Reformerkatalysator zuzuführen ist, magerer als ein vorbestimmtes
Verhältnis
ist (wenn insbesondere das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem Gemisch erhöht
wurde) und der stromaufwärtige
Endabschnitt von dem Reformerkatalysator verschlechtert ist, ist
dann die Rate der Erhöhung
der Temperatur an dem stromabwärtigen
Endabschnitt von dem Reformer 20, nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des
Gemischs geändert wird,
schneller (wie durch die gestrichelte Linie in 14 gezeigt ist) als es wäre, wenn
der Reformerkatalysator normal arbeitet (durch die durchgezogene
Linie in 14 gezeigt). 14 FIG. 12 is a timing chart showing a modified example of the third exemplary embodiment of the invention. If the mixture in the reformer 20 that is to be fed to the reformer catalyst is leaner than a predetermined ratio (especially when the air-fuel ratio of the mixture has been increased) and the upstream end portion of the reformer catalyst has deteriorated, then the rate of temperature increase at the downstream end portion is from the reformer 20 after the air-fuel ratio of the mixture is changed faster (as shown by the dashed line in FIG 14 than it would be if the reformer catalyst were operating normally (by the solid line in FIG 14 shown).
Wenn
des Weiteren das Gemisch in dem Reformer 20, das dem Reformerkatalysator
zuzuführen ist,
fetter als ein vorbestimmtes Verhältnis ist (wenn insbesondere
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem Gemisch verringert wurde) und der stromaufwärtige Endabschnitt von dem
Reformerkatalysator verschlechtert ist, ist dann die Rate der Verringerung
der Temperatur an dem stromabwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerkatalysator, nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
dem Gemisch geändert wird,
langsamer (wie durch die doppelt gestrichelte Linie in 14 gezeigt ist) als sie
wäre, wenn
der Reformerkatalysator normal arbeitet (durch die durchgezogene
Linie in 14 gezeigt).If further the mixture in the reformer 20 that is to be fed to the reformer catalyst is richer than a predetermined ratio (particularly when the air-fuel ratio of the mixture has been reduced) and the upstream end portion of the reformer catalyst is deteriorated, then the rate of decrease in temperature at the downstream end portion is from the reformer catalyst after the air-fuel ratio of the mixture is changed more slowly (as indicated by the double dashed line in FIG 14 as it would be if the reformer catalyst was operating normally (by the solid line in FIG 14 shown).
Unter
Berücksichtigung
dieser Tatsache wird daher das dem Reformer 20 zugeführte Gemisch
mager oder fett bei vorbestimmten Zeitintervallen gemacht, während die
Temperatur des stromabwärtigen
Endabschnitts von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 (insbesondere
des Reformerkatalysators) durch den Temperatursensor 12 beispielsweise überwacht
wird. Demgemäß ist es
möglich,
eine Verschlechterung von dem Reformerkatalysator durch Bestimmen
des Ausmaßes
einer Verschlechterung von dem Reformerkatalysator auf der Grundlage
der Rate der Erhöhung
oder der Verringerung der Temperatur des stromabwärtigen Endabschnitts
von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 genau zu erfassen, nachdem
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
von dem Gemisch geändert
wurde.Taking this fact into account, the reformer will 20 supplied mixture made lean or rich at predetermined time intervals while the temperature of the downstream end portion from the reformer reaction portion 23 (especially the reformer catalyst) through the temperature sensor 12 for example, is monitored. Accordingly, it is possible to deteriorate from the reformer catalyst by determining the degree of deterioration from the reformer catalyst based on the rate of increase or decrease in the temperature of the downstream end portion of the reformer reaction portion 23 exactly after the air-fuel ratio of the mixture has changed.
(Viertes beispielhaftes
Ausführungsbeispiel)(Fourth exemplary
Embodiment)
Ein
viertes beispielhaftes Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 15 und 17 beschrieben. Die Elemente in dem vierten
beispielhaften Ausführungsbeispiel,
die die gleichen wie diejenigen in dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel
sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und überflüssige Beschreibungen
davon werden weggelassen.A fourth exemplary embodiment of the invention is described below with reference to FIG 15 and 17 described. The elements in the fourth exemplary embodiment that are the same as those in the first exemplary embodiment are given the same reference numerals, and unnecessary descriptions thereof are omitted.
Ähnlich wie
in 9 ist 15 eine Grafik, die die
Beziehung zwischen dem Abstand von dem am weitesten stromaufwärts gelegenen
Ende von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 und der Temperatur
von dem Reformerkatalysator zeigt. Wenn sich der Reformerkatalysator
verschlechtert, wie vorstehend beschrieben ist, beginnt die Reformerreaktion an
dem stromabwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerkatalysator aufzutreten. Demgemäß wird,
wie in 15 gezeigt ist, eine
Temperaturdifferenz zwischen einem stromaufwärtigen Endabschnitt Pa von dem
Reformerreaktionsabschnitt 23 (insbesondere dem Reformerkatalysator)
und einem stromabwärtigen
Endabschnitt Pb von dem Reformerreaktionsabschnitt 23,
wenn der Reformerkatalysator normal arbeitet (insbesondere wenn
der Reformerkatalysator nicht verschlechtert ist; durch die durchgezogene
Linie in der Zeichnung gezeigt), kleiner, wenn sich der Reformerkatalysator
verschlechtert (durch die einzeln und doppelt gestrichelten Linien
in der Zeichnung gezeigt). Wenn sich der Reformerkatalysator fortgesetzt
verschlechtert, erreicht er einen Punkt, an dem die Temperatur von
dem stromabwärtigen
Endabschnitt Pb von dem Reformerreaktionsabschnitt höher als
die Temperatur von dem stromaufwärtigen Endabschnitt
Pa von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 wird. Der stromaufwärtige Endabschnitt
Pa von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 ist mit einem Abstand
Da entfernt von dem am weitesten stromaufwärts gelegenen Ende von dem
Reformerreaktionsabschnitt 23 gelegen und der stromabwärtige Endabschnitt
Pb von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 ist mit einem
Abstand Db entfernt von dem am weitesten stromaufwärts gelegenen
Ende von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 gelegen.Similar to 9 is 15 a graph showing the relationship between the distance from the most upstream end of the reformer reaction section 23 and shows the temperature of the reformer catalyst. When the reformer catalyst deteriorates as described above, the reformer reaction starts to occur at the downstream end portion of the reformer catalyst. Accordingly, as in 15 a temperature difference between an upstream end portion Pa from the reformer reaction portion 23 (particularly the reformer catalyst) and a downstream end portion Pb from the reformer reaction portion 23 , if the reformer catalyst is operating normally (especially if the reformer catalyst is not deteriorated; shown by the solid line in the drawing), smaller if the reformer catalyst is deteriorating (shown by the single and double dashed lines in the drawing). As the reformer catalyst continues to deteriorate, it reaches a point where the temperature from the downstream end portion Pb from the reformer reaction portion is higher than the temperature from the upstream end portion Pa from the reformer reaction portion 23 becomes. The upstream end section Pa from the reformer reaction section 23 is at a distance Da from the most upstream end of the reformer reaction section 23 located and the downstream end portion Pb from the reformer reaction portion 23 is at a distance Db from the most upstream end of the reformer reaction section 23 located.
Unter
Berücksichtigung
dieser Tatsache sind in diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel
ein Temperatursensor 12a und ein Temperatursensor 12b an
dem Hauptkörper 21 montiert,
wie in 16 gezeigt ist.
Der Temperatursensor 12a ist stromaufwärts von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 positioniert
und der Temperatursensor 12b ist stromabwärts von
dem Reformerreaktionsabschnitt 23 positioniert. Der Temperatursensor 12a an
der stromaufwärtigen
Seite erfasst die Temperatur von einem Fluid, das durch den Reformerreaktionsabschnitt 23 strömt, während der Temperatursensor 12b an
der stromabwärtigen
Seite die Temperatur von einem Reformergas erfasst, das von dem
Reformerreaktionsabschnitt 23 aus strömt. Die Temperatursensoren 12a und 12b geben
Signale zum Anzeigen von ihren jeweiligen Erfassungswerten an die
ECU 50 ab. In diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel
führt die ECU 50 eine
Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsroutine,
die in 17 gezeigt ist, bei
vorbestimmten Zeitintervallen durch, während der Reformer 20 arbeitet.Taking this fact into account, in this exemplary embodiment there is a temperature sensor 12a and a temperature sensor 12b on the main body 21 assembled as in 16 is shown. The temperature sensor 12a is upstream of the reformer reaction section 23 positioned and the temperature sensor 12b is downstream of the reformer reaction section 23 positioned. The temperature sensor 12a on the upstream side detects the temperature of a fluid passing through the reformer reaction section 23 flows while the temperature sensor 12b on the downstream side, the temperature is detected by a reformer gas generated by the reformer reaction section 23 flows out. The temperature sensors 12a and 12b give signals to the ECU to display their respective detection values 50 from. In this exemplary embodiment, the ECU performs 50 a reformer catalyst deterioration determination routine, which in 17 is shown at predetermined time intervals while the reformer 20 is working.
Wie
in 17 gezeigt ist, schätzt die
ECU 50 bei einer Zeitabstimmung, bei der die Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsroutine
ausgeführt
wird, eine Temperatur Ta an dem stromaufwärtigen Endabschnitt Pa von
dem Reformerreaktionsabschnitt 23 (insbesondere dem Reformerkatalysator)
und eine Temperatur Tb an dem stromabwärtigen Endabschnitt Pb von
dem Reformerreaktionsabschnitt 23 auf der Grundlage von
Signalen, die von den Temperatursensoren 12a und 12b aufgenommen
werden, die an dem Reformer 20 vorgesehen sind (Schritt
S50). Die ECU 50 berechnet dann die Differenz dT (= Ta – Tb) zwischen
den zwei Temperaturen durch Subtrahieren der Temperatur Tb von dem stromabwärtigen Endabschnitt
Pb von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 von der Temperatur
Ta von dem stromaufwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 (Schritt
S52). Die ECU 50 vergleicht dann die Differenz dT, die
in dem Schritt S52 berechnet wird, mit einem vorbestimmten Bezugswert
dTr (Schritt S54). Dieser Bezugswert dTr wird im Voraus auf der
Grundlage von Versuchsdaten und dergleichen eingerichtet und in
der Speichervorrichtung von der ECU 50 gespeichert.As in 17 is shown, the ECU estimates 50 upon timing when the reformer catalyst deterioration determination routine is executed, a temperature Ta at the upstream end portion Pa from the reformer reaction portion 23 (especially the reformer catalyst) and a temperature Tb at the downstream end portion Pb from the reformer reaction portion 23 based on signals from the temperature sensors 12a and 12b to be included in the reformer 20 are provided (step S50). The ECU 50 then calculates the difference dT (= Ta - Tb) between the two temperatures by subtracting the temperature Tb from the downstream end section Pb from the reformer reaction section 23 from the temperature Ta from the upstream end portion from the reformer reaction portion 23 (Step S52). The ECU 50 then compares the difference dT calculated in step S52 with a predetermined reference value dTr (step S54). This reference value dTr is set in advance based on trial data and the like and in the storage device by the ECU 50 saved.
Wenn
die Differenz dT zwischen der Temperatur Ta von dem stromaufwärtigen Endabschnitt
Pa von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 (insbesondere
von dem Reformerkatalysator) und der Temperatur Tb von dem stromabwärtigen Endabschnitt
Pb von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 geringer als der
vorbestimmte Bezugswert dTr ist, bestimmt dann die ECU 50,
dass der Reformerkatalysator verschlechtert ist (Schritt S54), und
schaltet die vorbestimmte Warnleuchte 53 ein, die an dem
Fahrzeug C vorgesehen ist (Schritt S56). Wenn andererseits die Differenz
dT zwischen der Temperatur Ta von dem stromaufwärtigen Endabschnitt Pa von
dem Reformerreaktionsabschnitt 23 und der Temperatur Tb
von dem stromabwärtigen
Endabschnitt Pb von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 größer als
der vorbestimmte Bezugswert dTr ist, bestimmt dann die ECU 50 in
dem Schritt S54, dass der Reformerkatalysator nicht verschlechtert
ist, und wartet, dass die Reformerkatalysator-Verschlechterungsbestimmungsroutine
erneut ausgeführt
wird.When the difference dT between the temperature Ta from the upstream end section Pa from the reformer reaction section 23 (particularly the reformer catalyst) and the temperature Tb from the downstream end portion Pb from the reformer reaction portion 23 is less than the predetermined reference value dTr, the ECU then determines 50 that the reformer catalyst is deteriorated (step S54), and turns on the predetermined warning lamp 53 that is provided on the vehicle C (step S56). On the other hand, if the difference dT between the temperature Ta from the upstream end portion Pa from the refor merreaktionsabschnitt 23 and the temperature Tb from the downstream end portion Pb from the reformer reaction portion 23 is greater than the predetermined reference value dTr, the ECU then determines 50 in step S54, that the reformer catalyst is not deteriorated, and waits for the reformer catalyst deterioration determination routine to be executed again.
Demgemäß ist es
ebenso möglich,
genau zu bestimmen, ob der Reformerkatalysator verschlechtert ist,
durch Bestimmen des Ausmaßes
einer Verschlechterung von dem Reformerkatalysator auf der Grundlage
der Differenz dT zwischen der Temperatur Ta von dem stromaufwärtigen Endabschnitt
Pa von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 und der Temperatur
Tb von dem stromabwärtigen
Endabschnitt Pb von dem Reformerreaktionsabschnitt 23.
Beim Bestimmen des Ausmaßes
einer Verschlechterung von dem Reformerkatalysator auf der Grundlage
der Temperatur an einem gegebenen Ort an dem Reformerkatalysator
(wie bei den ersten und zweiten beispielhaften Ausführungsbeispielen)
ist es notwendig, einen Prozess (beispielsweise Schritt S30 in 4 und Schritt S40 in 10) zu haben, der die Betriebsbedingungen
für den
Reformerkatalysator konstant (die gleichen) macht, bevor die Temperatur
erfasst wird, um eine Bestimmung durchzuführen, ob der Katalysator verschlechtert
ist. Gemäß dem vierten
beispielhaften Ausführungsbeispiel
ist jedoch dieser Prozess unnötig,
was die Ausführung
der Verschlechterungsbestimmungsroutine vereinfacht. Wie in 18 gezeigt ist, können in
diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel
die Temperatursensoren 12x und 12y, die die Temperatur
von dem stromaufwärtigen
und dem stromabwärtigen
Endabschnitt von dem Reformerreaktionsabschnitt 23 direkt
messen (insbesondere erfassen), ebenso verwendet werden.Accordingly, it is also possible to accurately determine whether the reforming catalyst is deteriorated by determining the degree of deterioration from the reforming catalyst based on the difference dT between the temperature Ta from the upstream end portion Pa from the reforming reaction portion 23 and the temperature Tb from the downstream end portion Pb from the reformer reaction portion 23 , When determining the extent of deterioration from the reformer catalyst based on the temperature at a given location on the reformer catalyst (as in the first and second exemplary embodiments), it is necessary to perform a process (for example, step S30 in FIG 4 and step S40 in 10 ) that makes the operating conditions for the reformer catalyst constant (the same) before the temperature is detected to make a determination of whether the catalyst is deteriorated. However, according to the fourth exemplary embodiment, this process is unnecessary, which simplifies the execution of the deterioration determination routine. As in 18 is shown, the temperature sensors can in this exemplary embodiment 12x and 12y which is the temperature of the upstream and downstream end portions of the reformer reaction portion 23 measure directly (especially record), can also be used.
Während die
Erfindung unter Bezugnahme auf ihre beispielhaften Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, ist es verständlich,
dass die Erfindung nicht auf die beispielhaften Ausführungsbeispiele
oder Konstruktionen beschränkt
ist. Dagegen ist beabsichtigt, dass die Erfindung verschiedenartige
Abwandlungen und äquivalente
Anordnungen umfasst. Während
die verschiedenen Elemente von den beispielhaften Ausführungsbeispielen
in verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen gezeigt sind,
die beispielhaft sind, liegen Kombinationen und Konfigurationen
einschließlich
mehr, weniger oder nur einem einzelnen Element ebenso in dem Grundgedanken
und Anwendungsbereich der Erfindung.While the
Invention with reference to its exemplary embodiments
described, it is understandable
that the invention is not based on the exemplary embodiments
or constructions limited
is. In contrast, it is intended that the invention be of various types
Variations and equivalents
Orders includes. While
the various elements of the exemplary embodiments
are shown in different combinations and configurations,
which are exemplary are combinations and configurations
including
more, less or just a single element as well in the basic idea
and scope of the invention.
Somit
erfasst gemäß der Vorrichtung
und dem Verfahren zum Bestimmen der Verschlechterung des Reformerkatalysators,
der ein Gemisch von Luft und Kraftstoff reformiert, bei dem Reformer 20, der
das Reformergas dem Verbrennungsmotor 1 von dem Fahrzeug
C zuführt,
der Temperatursensor 12 die Temperatur von dem Reformerreaktionsabschnitt 23,
bei dem der Reformerkatalysator 20 vorgesehen ist (Schritt
S32). Die ECU 50 bestimmt dann das Ausmaß der Verschlechterung
von dem Reformerkatalysator auf der Grundlage der Temperatur, die
durch den Temperatursensor 12 erfasst wird (Schritt S34).Thus, according to the apparatus and method for determining deterioration of the reformer catalyst that reforms a mixture of air and fuel, detected at the reformer 20 that the reformer gas to the internal combustion engine 1 from the vehicle C, the temperature sensor 12 the temperature of the reformer reaction section 23 , where the reformer catalyst 20 is provided (step S32). The ECU 50 then determines the extent of deterioration from the reformer catalyst based on the temperature by the temperature sensor 12 is detected (step S34).
Gemäß der Vorrichtung
und dem Verfahren zum Bestimmen einer Verschlechterung des Reformerkatalysators,
der ein Gemisch von Luft und Kraftstoff reformiert, erfasst bei
dem Reformer 20, der das Reformergas dem Verbrennungsmotor 1 von
dem Fahrzeug C zuführt,
der Temperatursensor 12 somit die Temperatur des Reformerreaktionsabschnitts 23, bei
dem der Reformerkatalysator 20 vorgesehen ist (Schritt
S32). Die ECU 50 bestimmt dann das Ausmaß der Verschlechterung
von dem Reformerkatalysator auf der Grundlage der durch den Temperatursensor 12 erfassten
Temperatur (Schritt S34).According to the apparatus and method for determining deterioration of the reformer catalyst reforming a mixture of air and fuel detected at the reformer 20 that the reformer gas to the internal combustion engine 1 from the vehicle C, the temperature sensor 12 hence the temperature of the reformer reaction section 23 , where the reformer catalyst 20 is provided (step S32). The ECU 50 then determines the extent of deterioration from the reformer catalyst based on that by the temperature sensor 12 detected temperature (step S34).